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Innovative stapelsichere geotextile Container

1. 0 1 2 3 4 5 Relativverschiebung u cm 117 D zech E gt 00 gt O pD gt hi Konstruktionsh he z m 0 1 2 3 4 5 6 Relativverschiebung u cm Bild 2 4 36 Vergleich der numerischen Berechnung mit den Messergebnissen der Relativ verschiebung Au ber die Konstruktions h he z bei Modellversuch 2 a ohne Be r cksichtigung eines Anpassungsfaktors b mit Anpassungsfaktor Laststufe KN D O e e Lage 10 20 Lage6 Lage 5 r Lage2 eg y Lage 1 0 W 0 1 2 3 4 5 6 Relativverschiebung z u cm Vergleich der numerischen Berechnung mit den Messergebnissen der Relativverschiebung Au ber die Laststufen a Modellversuch 1 ohne Klettstreifen b Modellversuch 2 mit Klettstreifen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 118 Bild 2 4 38 zeigt die numerisch ermittelten horizontalen Spannungen f r beide Mo dellversuche Im Bereich der untersten Containerlage ist darin bei Modellversuch 1 eine deutlich h here horizontale Spannung erkennbar als in Modellversuch 2 a KN m 0 0 3 125 6 25 9 375 12 5 19 625 18 75 21 875 25 0 28 125 31 25 34 375 37 5 40 625 43 75 46 875 50 0 Bild 2 4 38 Numerisch ermittelte horizontale Spannungsverteilung o bei einer Auflast von 65 kN a Modellversuch
2. E mit Ohne mit ohne mit ohne mit ohne Klett Klett Klett Klett o00 g m 300 g m 200 g m 300 g m Zugkraft Dehnung Bild 2 2 27 Ergebnisse der Kraft Dehnungs Pr fung der Vliesstoffe mit und ohne Klettstreifen Das Verhalten der Microplast B ndchen und geometrische Ver nderungen der Klettelemente unter L ngszug zeigen die Bilder 2 2 28 und 29 Nach einer anf nglich steil ansteigenden Kraft Dehnungs Kurve bleibt die Zugkraft nahezu konstant bei hoher Dehnung die bereits ab 40 N bis zum Bruch mit mehr als 300 wesentlich ber der maximalen Dehnung des Vliesstoffs liegt Insbesondere erh hen sich die Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 59 Abst nde zwischen den Klettelementen die durch ihre Form auch bei sehr hoher Dehnung noch eine gute Klettwirkung behalten hier Kraftmaximum obere Streckgrenze Kraft in M Dehnung in Ge Bild 2 2 28 Zugversuch Microplast Streifen Zugversuch Nlikroplast Streifen d ei ungedehnt bs s 3 AA OC s Bild 2 2 29 Ver nderung der Klettoberfl che von Microplast Streifen bei Dehnung Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 60 2 2 3 Rundwebverfahren 2 2 3 1 Ausgangssituation und Voruntersuchungen Ausgangspunkt der Untersuchungen war die berlegung durch das Verfahren Rundweben ein Schlauchgebilde herzustellen welches durch seine Eigenschaften durch Verw
3. Bef ll tr chter Klemmvor richtung Container nm ca 2 0mx Heu 1 1mx SE a ba 045 m u te CR CECR EE E EKKKEEEN Urehkranz Bild 2 5 10 Schematische Darstellung einer Karussell Bef llanlage f r Contai ner mit Klettstreifen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 131 Im Bild 2 5 11 sind die technologischen Abl ufe bei der Bef llung und Zwischenlage rung von Containern mit Klettstreifen dargestellt Die optimalen Werkzeuge zum Auf nehmen und Umsetzen der Container sind zangenartige Greifvorrichtungen mit ab gerundeten Kanten wie sie sich auch beim Handhaben und Einbauen konventionel ler Container ohne Klettstreifen bew hrt haben In der erarbeiteten F ll und Zwi schenlagertechnologie wird erwartet dass insbesondere bei gro en St ckzahlen zu bef llender Container diese Anlage eine hohe Effektivit t erreichen wird Lager f r leere Radlader f r Container sandbeschiekung Ka us Soll Container Abfu llanlage eh Kratzband Be En forderer p Rollband at SAS Hyadraulikbagger Stell und Stapelzane f r die gef llten Container Abfuhr zur E nbaustelle Bild 2 5 11 Schema Fertigungsplatz f r Container mit Klettstreifen Die umfangreichen Erfahrungen mit konventionellen Containern ohne Klettstreifen haben das Verschlie en als einen sehr wichtigen Arbeitsschritt identifiziert Zun chst wurde zum Verschlie en der
4. Schnitt 2 g 0 8 3 N E Nullmessun SCH 0 6 B E g D 10 kN 0 4 a 7 50KN ge 65kN t GH EE e ca 5KN 00 2 co f X oS 95 kN 1 Wiederbelastung f ca 100 kN UCI rn 7 105 kN 2 Wiederbelastung 0 4 8 12 115 KN Relativverschiebung z u cm ca 120 kN Bild AA Vergleich der Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z f r den Schnitt 1 und 2 bei Modellversuch 2 mit Klettstreifen AIS A 2 2 Schnitt 3 a b 1 1 E A g 0 8 E AA N N 0 6 ZS op O VY O C Bes u u S z 50 4 204 G 0 2 50 2 0 p 0 p R O 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 2 4 6 8 Lageverschiebung u cm Relativverschiebung u cm Nullmessung ca 62kN 10 kN ca 75 kN 1 Wiederbelastung 50 kN ca 75 kN 2 Wiederbelastung Bild A 6 Lagenweise Verschiebung der St tzkonstruktion bei Modellversuch 1 Schnitt 3 a Lageverschiebung u ber die Konstruktionsh he z b Rela tivverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z Stapelsichere geotextile Container Anhang A19 a b 1 1 CUP g 0 8 F N N a D ab S 0 6 7 506 3 C sa u dp L 5 S 3 0 4 047 i 0 2 o 0 2 N X 0 0 p 0 4 8 12 16 20 24 0 4 8 12 Lageverschiebung u cm Relativverschiebung z u cm Nullmessung
5. Berichtsblatt 1 ISBN oder ISSN 2 Berichtsart Schlussbericht oder Ver ffentlichung Schlussbericht 3 Titel Verbundprojekt Innovative stapelsichere geotextile Container 4 Autor en Name n Vorname n Monika Seeger Reinhard Helbig STFI e V in Zusammenarbeit mit 31 5 2009 Henning Dagef rde Colcrete von Essen GmbH amp Co KG Siegmund Schlie Heinrich Hirdes GmbH 6 Ver ffentlichungsdatum Markus Hempel WITTFELD GmbH uns Hans Georg Kempfert Jan L king Universit t Kassel Fachgebiet Geotechnik 7 Form der Publikation Henning Ehrenberg NAUE GmbH Co KG Schlussbericht Katja Werth BBG Bauberatung Geokunststoffe GmbH amp Co KG Stefan Eichler Ralph Meurers E amp M Eichler und Meurers Industrietechnik GmbH Carmen Uhlmann Flexitex GmbH 8 Durchf hrende Institution en Name Adresse 9 Ber Nr Durchf hrende Institution Projektmanagement f r das Verbundprojekt und den Abschlussbericht S chsisches Textilforschungsinstitut e V an der Technischen Universit t Chemnitz 10 F rderkennzeichen Annaberger Stra e 240 01 RI 05251 bis 8 09125 Chemnitz Tel 0371 52 74 0 Fax 0371 52 74 153 E Mail stfi stfi de 11 Seitenzahl 185 in Zusammenarbeit mit den og Partnern 12 F rdernde Institution Name Adresse 13 Literaturangaben 60 Bundesministerium f r Bildung und Forschung BMBF 14 Tabellen 53170 Bonn 27 15 Abbildungen 157 16 Zus tzliche Angaben
6. 10 kN 50kN 65kN ca 75 kN Bild E 95 kN 1 Wiederbelastung Lagenweise Verschiebung der St tzkon ca 100 kN struktion bei Modellversuch 2 Schnitt 3 105 kN 2 Wiederbelastung a Lageverschiebung u ber die Kon 115kN struktionsh he z b Relativverschiebung ca 120 kN Au ber die Konstruktionsh he z A20 a 80 80 ern 70 Abscherung S 70 p 60 60 u tOo i Erh hung der lt 50 lt 50 Scherung nach D Wiederbelastung 540 340 E GC 2 Lage 10 30 2 830 i gt S e i age df 20 20 Lage 5 6 Lage 2 3 a 10 10 g Lage 1 0 0 0o 05 1 1 5 2 25 3 0 1 2 3 4 5 Relativverschiebung u cm Relativverschiebung u cm b l E O 80 geringe Abscherung q ER 5 E KK Rss OO 4 peni em i 100 2 S u S0ofR mg E ann hernd monolithisches amp 80 gleiches Verschie D Verhalten SV S i 5 ER q ungsverhalten a 6 Lage 10 7 Lage 10 e BR Lage I 40 Lage 7 20 4 Lage 5 6 d Lage 5 6 7 Lage 2 3 20 4 Lage 2 3 7 Lage 1 Lage 1 0 0 A 1 2 3 4 5 6 0 2 4 6 8 10 12 14 Relativverschiebung u cm Relativverschiebung u cm Bild A 8 Relativverschiebung ausgew hlter Containerlagen links jeweils der erste Belastungsvorgang rechts inkl Wiederbelastung mit ge ndertem Ma stab a Modellversuch 1 ohne Klettstrei
7. Vlies mit Gelege 1 Z gt Sa 79 3 Abscherung V 76 Vlies mit Gelege 8 f TA Abscherung V 77 ao 6 4 ohne Klett V 1 S 4 5 4 i dp 2 D x EE Bild 2 4 11 0 5 10 15 on 25 Scherspannungs Scherweg Diagramm Scherweg mm f r Vliesstoff mit Gelege zum Verhaken Um den Einfluss der Orientierung der Klettstreifen auf die Container zu untersuchen wurde bei zwei Proben der Klettstreifen um 90 gedreht angeordnet sodass die Ab scherrichtung orthogonal dazu verlief Die Ergebnisse zeigt Bild 2 4 12 30 24 K 8 S II S Klettl ngs V6 Klett quer V50 Klettquer v51 Bild 2 4 12 aa Scherspannungs Scherweg Diagramm 4 8 uo 416 20 au f rl ngs und quer der Abscherrichtung Scherweg mm angeordnete Klettstreifen des Typs 1 Scherspannung t KN m Es f llt auf dass die maximale Scherspannung bei den quer angeordneten Klettstrei fen etwas fr her auftreten als bei dem l ngs angeordneten Obwohl die Versuche V 50 und V 51 identisch durchgef hrt worden sind und somit als Wiederholungsver suche zueinander gelten erreicht der Versuch V 50 einer geringere und Versuch V 51 eine h here Scherfestigkeit als der Referenzversuch Unter Ber cksichtigung der Streubreite ist aber davon auszugehen dass kein signifikanter Unterschied im Tragverhalten aufgrund der Anordnung der Klettstreifen vorhanden ist Die Erfahrungen bei den Feldversuchen haben gezeigt dass di
8. 40 Lage 6 i Lage 5 20 3 Lage 2 e Lage 1 0 2 4 6 8 10 12 14 Relativverschiebung u cm Relativverschiebung ausgew hlter Containerlagen links jeweils der erste Belastungsvorgang rechts inkl Wiederbelastung mit ge nder tem Ma stab a Modellversuch 1 ohne Klettstreifen b Modellversuch 2 mit Klettstreifen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 113 2 4 3 4 Numerische Untersuchung 2 4 3 4 1 Zielsetzung Ziel der numerischen Untersuchungen war die Simulierung des in den Modellversu chen beobachteten Verformungsverhaltens der St tzkonstruktion siehe Abschnitt 2 4 3 3 mit Hilfe der Finiten Elemente Methode FEM Dazu wurde das Programm system PLAXIS 8 2 verwendet welches in der Praxis weit verbreitet ist Da noch kein allgemeing ltiges Berechnungsverfahren zur Bemessung einer St tzkonstruktion aus Containern vorliegt soll der Praxis damit die M glichkeit gegeben werden die Ver formungen eines derartigen Bauwerks numerisch n herungsweise erfassen zu k n nen Die Methode der finiten Elemente ist ein numerisches Verfahren zur n herungswei sen L sung von partiellen Differentialgleichungen Allgemeine physikalische und ma thematische Grundlagen sowie Zusammenh nge und Herleitungen der FEM werden hier nicht n her erl utert sondern sind entsprechender Literatur wie z B Zienkiewicz 1971 oder Bathe 2002 zu entnehmen Weitere Hinweise zu
9. Bild 2 5 20 Bild 2 5 21 Bild 2 5 22 Bild 2 5 23 Bild 2 5 24 Bild 2 5 25 a Abgerissene Klettstreifen nach dem F llvorgang b Aufgerissene Seitenn hte a Transport der Container nach dem F llvorgang b Einbau der Container mittels Greiferkonstruktion Hochgezogener Container a ohne Klettstreifen b mit Klettstreifen Ansicht des fertiggestellten Bauwerks Darstellung der Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z f r den Schnitt 1 mit Klettstreifen und den Schnitt 2 ohne Klettstreifen zum Anfangs und Endzeitpunkt des Feldversuches Relativverschiebung Au einzelner Container aufgetragen ber den Messzeitraum Darstellung der horizontalen Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z f r die untersuchten Container Schematische Darstellung einer Karussell Bef llanlage f r Container mit Klettstreifen Schema Fertigungsplatz f r Container mit Klettstreifen a Vern hen von Containern b Druckluftbetriebene Breitklammerzange zum Verschlie en der Container Zahlreiche Tests zur Klammerwahl f hrten zum Optimum a Vorderseite der Klammern b R ckseite der Klammern Dehnungstest mit Klettstreifentyp 3 a L ngsansicht der Container mit den unterschiedlichen Klettstreifen b Schnitt durch die Versuchskonstruktion Mit Klammern verschlossener Container Verlegen und Einbau der Container a Hinterf llung des Dammbauwerks b Verdichtung und Befahren des hinterf llten Bereic
10. 17 Vorgelegt bei Titel Ort Datum 18 Kurzfassung Trotz ihres gro en Innovationspotenzials werden geotextile Container im Erd und Wasserbau bislang nur begrenzt eingesetzt stark begrenzte Stapelf higkeit infolge glatter Oberfl che ungen gende Lagestabilit t Ziel war diesen Nachteil zu beseitigen indem die wissenschaftlich technischen Grundlagen sowie Prinzipl sungen f r innovative Geotextilien mit klettenden Eigenschaften geschaffen werden Prinzip Klettverschluss d h bereits bei der Herstellung Kombination eines flauschigen Elements z B Vliesstoff mit aus Mikroklettfolie geschnittenen Klettf den In die Untersuchungen einbezogen wurden folgende textile Gebiete Wirk N hwirktechnik mit Vliesstoffzuf hrung Rundweben Vliesstoffentwicklung Konfektionstechnik Wesentlicher Bestandteil der Forschungsaufgabe waren Arbeiten auf dem Gebiet Geotechnik Bauindustrie Erd Verkehrswege und Wasserbau mit und ohne Tideeinfluss FEM Analyse Modellbildung Es wurden mehrere Prinzipl sungen f r innovative Geotextilien mit klettenden Eigenschaften in ersten Praxistests untersucht Labor und kleinma st bliche Untersuchungen ergaben dass Klettstreifen signifikant zur Erh hung der Tragf higkeit beitragen Der Klettstreifentyp hat einen deutlichen Einfluss Mehrmaliges Verhaken der Klettstreifen mit der Vliesstoffoberfl che f hrt zu Tragf higkeitsverlust In den Bereichen Binnenwasserbau K stenschutz und E
11. 2 3 4 Pr fung der Nahteigenschaften Zur Charakterisierung der Ausgangsmaterialien sowie ausgew hlter textiler Fl chen und zur Beurteilung der Festigkeit der Nahtkonstruktion erfolgten im STFI textilphysikalische Pr fungen Bild 2 3 14 zeigt Pr flinge f r die Pr fungen in Querrichtung Bild 2 3 15 die Pr flinge nach dem Bruch In Tabelle 2 16 und Bild 2 3 16 sind die ermittelten H chstzugkraft Werte zusammengestellt a Vorderseite b R ckseite Bild 2 3 14 Pr flinge zur Bestimmung der Nahtfestigkeit in Querrichtung Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 78 a quer b l ngs Bild 2 3 15 Pr flinge zur Bestimmung der Nanhtfestigkeit nach Erreichen der H chstzugkraft 3000 m H chstzugkraft in N Querrichtung m H chstzugkraft in N L ngsrichtung 2500 2000 1500 Zugfestigkeit in N 1000 500 Interlock Amann Strobel Alterfil S120 2 Nadel Alterfil 835 Muster Bild 2 3 16 Ergebnisse der Nahtzugfestigkeitspr fungen Tabelle 2 17 Ergebnisse zum Naht Zugversuch nach DIN EN 13935 1 TE H chstzugkratinn Querrichtung L ngsrichtung Interlock 80 38 2554 27 Amann Strobel 2 Alterfil 125 18 1678 01 3 Alterfil 320 98 2431 44 835 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 79 2 3 5 Optimierungsarbeiten Zur Optimierung wurden auf der Grundlage der Ergebnisse der Vorversuche weitere U
12. Da das Material nur als Breitfolie vorliegt wurde diese mithilfe einer Schneid einrichtung zu Klettstreifen geschnitten und zwei unterschiedliche Schneidein richtungen untersucht Messerbalken Messerwalzen Rundmesser Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 146 e F r Microplast Folien erwiesen sich Messerbalken mit Klingen als gut geeig net Bei gr eren Foliedicken ist von Vorteil wenn der Messerbalken eine ge wisse Schwingbewegung in Umfangsrichtung ausf hrt Ausweichen der Folie vermindert Wirktechnologie Vliesraschelmaschine R83 MSUS V e Es wurden Vorversuche mit Vliesstoffvarianten im Fl chenmassebereich von 150 bis ca 600 g m Fa Naue durchgef hrt Auf der Vliesraschelmaschine RS3 MSUS V sind nur Vliesdicken von weniger als 5mm verarbeitbar Deshalb konnten vernadelte Vliesstoffe gt 600 g m auf dieser Maschine nicht verarbeitet werden Aus diesem Grund wurden weitere Versuche auf einer Spezialwirkmaschine konzipiert Diese Maschine besitzt eine speziell entwickelte Nadel steppmaschine der Verarbeitungsprozess entspricht technisch einer modifizierten extrem groben N hwirktechnologie Spezial N hwirkmaschine Steppmaschine e Diese Maschine besitzt einen ver nderten Nadelkopf Trotzdem kam es auf Grund des festen Faserverbundes bei der von den Anwendern bevorzugten Vliesstoffvariante 2600 om fest vernadelt ebenfalls zu Verarbeitungsschw
13. 5 o U a N 40 S 0 0 0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 Scherweg mm Scherweg mm Stapelsichere geotextile Container Anhang A13 An une Sie V 104 verunreinigt nicht ges ttigt V 105 verunreinigt nicht ges ttigt V 106 verunreinigt nicht ges ttigt V107 venddit 150 sauber nicht ges ttigt V108 vernadet 150 sauber ges ttigt V109 venddit 70 verunreinigt nicht ges ttigt V110 venddit 150 TI verunreinigt nicht ges ttigt V111 vwemaget 150 verunreinigt ges ttigt 175 e ur 120 125 80 100 I 60 75 f 40 50 Scherspannung kN m Scherspannung t KN m 0 0 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 Scherweg mm Scherweg mm A14 A 2 Modellversuch zur Nachbildung einer St tzkonstruktion Im folgenden sind die Ergebnisse der Verformungsmessungen f r den Schnitt 1 und den Schnitt 3 analog zu Schnitt 2 in Abschnitt 2 4 3 3 4 dargestellt A 2 1 Schnitt 1 a b 1 Ze 1 g 0 8 z g 0 8 5 S N N 0 6 0 6 7 i u u S S 50 4 204 i 2 2 2 O 0 2 00 2 X X 0 E I fe MS 2 je ll y Zefer er So 2 ge ZU ne JE Sr Mr Par fer 0 i O 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 2 4 6 8 Lageverschiebung u cm Relativverschiebung u cm Nullmessung ca 62 kN 10 kN ca 75 kN 1 Wiederbelastung 50 kN ca 75 kN 2 Wiederbelastung
14. Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 16 Die theoretischen und experimentellen wissenschaftlichen Untersuchungen auf dem Gebiet der Geotechnik einschlie lich Messtechnik erfolgen durch das FG Geotech nik der Universit t Kassel Das FG Geotechnik der Universit t verf gt ber eine umfassende und langj hrige Kompetenz in diesem Bereich sowie ber die f r das Forschungsvorhaben notwendigen umfangreichen und speziellen Kenntnisse zu geotechnischen Modellversuchen Messtechnik und Standsicherheitsanforderungen Die Verwendung von Textilien im Erdbau wird seit langem wissenschaftlich bear beitet durch langj hrige Aktivit ten im Bereich von Forschungsarbeiten geotechni schen Gutachten Mitarbeit in Fachgremien praktische Erprobungen in Labor und Baupraxis Bei Forschungsvorhaben konnten bereits innovative neue Fertigungs und Bauverfahren z B Geotextilummantelte Sands ulen geokunststoffbewehrte Tragschichten ber Pfahlelementen in Zusammenarbeit mit anderen Forschungs partnern und der Industrie erfolgreich umgesetzt werden Anwendungen dieser Ent wicklungen wurden in den letzten Jahren umfangreich genutzt z B Airbus Erweite rung in Hamburg sowie zahlreiche Projekte im Verkehrswegebau Des Weiteren wurde im Projektverlauf der fachbezogene Kontakt zu den mtern und Institutionen vorgesehen BAW Bundesanstalt f r Wasserbau Arbeitskreis Ak 5 1 Kunststoffe in Geotechnik und Wasserbau
15. ber die Konstruktionsh he z bei Modellversuch 2 a ohne Ber cksichtigung eines Anpassungsfaktors b mit Anpassungsfaktor Vergleich der numerischen Berechnung mit den Messergebnissen der Relativverschiebung Au ber die Laststufen a Modellversuch 1 ohne Klettstreifen b Modellversuch 2 mit Klettstreifen Numerisch ermittelte horizontale Spannungsverteilung ox bei einer Auflast von 65 kN a Modellversuch 1 ohne Klettstreifen b Modellversuch 2 mit Klettstreifen Numerisch ermittelte horizontale Verschiebung ux bei einer Auflast von 65 kN a Modellversuch 1 ohne Klettstreifen b Modellversuch 2 mit Klettstreifen Vergleich der numerischen Berechnung mit den Messergebnissen der Lastplattensetzung sL ber die Laststufen a Modellversuch 1 ohne Klettstreifen b Modellversuch 2 mit Klettstreifen Vergleich der Erddruckspannungen eh aus den numerischen Berechnungen und den Messergebnissen a Modellversuch 1 ohne Klettstreifen b Modellversuch 2 mit Klettstreifen Schematischer Lageplan f r die Anordnung der Container und der Vermessungspunkte a F llanlage b Bef llung eines Containers Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht Bild 2 5 3 Bild 2 5 4 Bild 2 5 5 Bild 2 5 6 Bild 2 5 7 Bild 2 5 8 Bild 2 5 9 Bild 2 5 10 Bild 2 5 11 Bild 2 5 12 Bild 2 5 13 Bild 2 5 14 Bild 2 5 15 Bild 2 5 16 Bild 2 5 17 Bild 2 5 18 Bild 2 5 19
16. bh O1 D oO O1 O O1 V21 V22 V23 5 10 15 20 Scherweg mm Loop Material verunreinigt nicht ges ttigt verunreinigt nicht ges ttigt 35 Loop Material SC verunreinigt nicht ges ttigt Loop Material verunreinigt nicht ges ttigt 30 30 PO 20 f Scherspannung 1 KN m a Scherspannung kN m a 10 V24 10 g j V25 V27 gt V266 5 V28 0 e ee 0 Ze N 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 Scherweg mm Scherweg mm V29 _ vernadet 150 sauber nicht ges ttigt V30 vernadelt Typ2 150 sauber nicht ges ttigt V31 vemadet 70 sauber ges ttigt V32 vemadet Typ2 70 sauber ges ttigt V33 vemadet 70 sauber ges ttigt sauber ges ttigt V35 wemedek 35 sauber ges ttigt sauber ges ttigt Scherspannung KN m Scherspannung 1 kN m 0 Be i EM SE _ i o 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Scherweg mm Scherweg mm Stapelsichere geotextile Container Anhang A5 An Tome Sri V37 vemadlt 35 verunreinigt ges ttigt verunreinigt ges ttigt _V39 vemadelt 70 verunreinigt ges ttigt verunreinigt ges ttigt V41 vemadelt 35 verunreinigt ges ttigt verunreinigt ges ttigt verunreinigt nicht ges ttigt verunreinigt nicht g
17. 2 5 2 2 Auswertung und Erkenntnisse In Bild 2 5 7 ist die horizontale Relativverschiebung Au der untersuchten Schnitte ber die Konstruktionsh he z aufgetragen Die Anordnung der Schnitte und die Messpunkte sind im Anhang A 3 dokumentiert 1 2 u _ Container 5 18 31 a Min ohne Klett 02 07 2008 E 8 S Container 5 18 31 Ge ge ohne Klett 04 08 2008 L _ Container 11 22 28 e mit Klett 02 07 2008 or _ Container 11 22 28 Kach g mit Klett 04 08 2008 u i Schnitt 1 Schnitt 2 Z 092 S mit Klett ohne Klett Container 28 Container 31 0 l l Container 22 Container 18 0 5 10 15 20 Relativverschiebung Au cm Container 11 Container 5 Bild 2 5 7 Darstellung der Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z f r den Schnitt 1 mit Klettstreifen und den Schnitt 2 ohne Klettstreifen zum Anfangs und Endzeitpunkt des Feldversuches Ein Vergleich der beiden Schnitte l sst jedoch keinen signifikanten Unterschied er kennen Die Relativverschiebungen weisen eine vergleichbare Gr enordnung auf Erg nzend dazu ist in Bild 2 5 8 die Relativverschiebung Au ber den Messzeitraum aufgetragen Container 5 ohne Klett T Container 18 ohne Klett Container 31 ohne Klett a Container 11 mit Klett Container 22 mit Klett Container 28 mit Klett Container 13 mit
18. According to the positive results in lab and technical scale tests it is expected that smaller sized geotextile containers with integrated Velcro closures can be successfully applied as an emergency measure in disaster situations e g flood protection 19 keywords GEOTEXTILE CONTAINER INSTALLATION FIELD TEST NONWOVEN VELCRO TAPE DAM DYKE STABILITY WARP KNITTING STITCH BONDING CIRCULAR WEAVING LOOM MAKING UP FEM ANALYSIS FLOOD PROTECTION MODELLING BMBF Vordr 3832 03 07_2
19. B mit dem Vliesstoffherstel ler Ein wichtiger Aspekt war beispielsweise dass die Klettb nder richtig positioniert sind und im weiteren Verarbeitungsprozess durch unkontrolliertes Anhaften nicht st rend wirkten Hierzu wurden auch Versuche gemeinsam mit dem STFI durchgef hrt um diesen unerw nschten Effekt zu vermeiden 2 3 2 Organisation der Abl ufe Da das Geb ude der Flexitex GmbH mehrgeschossig ist waren zur Herstellung von gro en konfektionierten Erzeugnissen bestimmte Anforderungen im organisatori schen Ablauf zu beachten F r die Herstellung von geotextilen Containern w re eine horizontale Fertigungslinie ideal Unabh ngig von der Gr e der Teile k nnten dann Anlieferung Zuschnitt Zwischenlagerung Konfektion Verpackung Lagerung und Versand in einer Ebene erfolgen Diese Bedingung ist jedoch nicht gegeben deshalb waren f r die Versuche organi satorische Ma nahmen notwendig um die Herstellung zu erm glichen F r eine sp tere industrielle Fertigung sind Umbauten vorzunehmen Die Vliesrollen sollten bei der Anlieferung nur eine bestimmte Breite maximal 180 cm und Rollendurch messer aufweisen um sie mit dem Aufzug in die h heren Etagen transportieren zu k nnen Auf Grund der Arbeitsbreite der Fl chenbildungsmaschine im STFI konnten diese Anforderungen problemlos umgesetzt worden F r den Zuschnitt der Teile wurden die R ume im ersten Obergeschoss ausgew hlt und durch Umstrukturierung speziell durc
20. D we v Pia i se u gt 120 d E 7 S o _ 2 eg A KE 60 ER d 2 30 u _ mg a 0 a mu En A 40 80 120 160 Normalspannung o KN m C ZA Tre Te a I J verunreinigt nicht ges ttigt 7 210 S SES E wen E 2 180 T 150 l t CH u Be ZC L 120 P S Se EC 2 S E _ og 8 EE A Zu 90 d _ Pr A E E 60 p Set oO ES C A u 30 2g a eg Si Gi Pr gi a 0 et nr A 40 80 120 160 Normalspannung o KN m X Ohne Klettstreifen 4 Kletttyp 1 und 2 oO Scherspannung t kN m Scherspannung kN m 240 Et ett bel 97 sauber ges ttigt 210 en 180 150 120 er 90 _ n eg e 60 u WE ad em SS em d a e e o A 40 80 120 Normalspannung o kN m 240 D a HK verunreinigt ges ttigt 210 date 180 150 120 FH e KS Le A of es of ec eg ef ZS e o n Ca eg or m L ber S eg 30 D ei 0 40 80 120 Normalspannung on KN m Kletttyp 3 Kletttyp 6 Bild 2 4 19 Ermittlung der Adh sion a und des Reibungswinkels f r folgende Zu st nde a sauber nicht ges ttigt b sauber ges ttigt c verunreinigt nicht ges ttigt d verunreinigt ges ttigt F r statische Berechnungen wird empfohlen die Kennwerte entsprechend der hier untersuchten Zust nde anzusetzen Innovative stapelsichere geotextile Conta
21. Durch die Verf gbarkeit der ben tigten maschinellen Grundausstattung und des technischen Know hows bei den beteiligten Unternehmen wird eine kurzfristige wirtschaftliche Umsetzung der Entwicklungsergebnisse in die Praxis unterst tzt 1 3 Voraussetzungen Die dem Projekt zugrunde liegende Ziel und Aufgabenstellung ist fachgebiets ber greifend und neu Zur Bearbeitung des vorliegenden Forschungsvorhabens wurde deshalb ein Konsortium geschaffen das Partner aus mehreren Branchen sowohl der Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 14 Industrie als auch der Forschung einbezieht Damit konnte eine Aufgabenstellung bearbeitet werden die durch die Kombination neuer Technologien einen hohen Inno vationsgrad und gro e Anwendungsbreite erm glicht Gemeinsames Ziel der For schungspartner war es arbeitsteilig in einem Verbundprojekt eine bergreifende Probleml sung f r Herstellung Anwendung und Bewertung von stapelsicheren geo textilen Containern zu schaffen und die Funktionsf higkeit der Prinzipl sung in klein gro ma st blichen und Feldversuchen f r mehrere unterschiedliche Einsatzf lle nachzuweisen Beim vorliegenden Forschungsvorhaben handelte es sich um eine fach bergrei fende zukunftsorientierte Aufgabenstellung mit hohem technischen forschungsseiti gen und wirtschaftlichen Risiko Die Neuartigkeit der stapelsicheren geotextilen Container bedingte ein Entwicklungsrisiko das deutlich ber
22. Einstichdichte 2 NM 66 cm 85 cm Die technischen Parameter der erstellten Vliesstoffe sind der folgenden Tabelle zu entnehmen Tabelle 2 3 Vliesstoffparameter Secutex 351 GRK 5 Secutex R 601 Masse pro DIN EN ISO 9864 351 g m 590 g m Fl cheneinheit Schichtdicke DIN EN DIN EN ISO 9863 1 9863 1 A mm 2 mm 54mm 4 mm ansaa BE DIN EN Bin 10319 15 6 MEER 28 8 EB Produktionsrichtung Zugfestigkeitsdehnung DIN EN ISO 10319 95 124 Produktionsrichtung Zugfestigkeit Quer zur DIN EN ISO 10319 36 5 kN m 68 6 kN m Produktionsrichtung Zugfestigkeitsdehnung DIN EN ISO 10319 48 9 68 6 Quer zur Produktionsrichtung Stempeldurchdr ckkraft DIN EN ISO 12236 4 7 KN 7 4 KN Beide Materialien jeweils 30 50 m wurden im STFI f r Verarbeitungsversuche eingesetzt Auf Basis dieser Vorversuche wurden die Vorgaben f r die weiteren Versuche festgelegt und an der Krempelstra e K6 weitere Versuchsmuster hergestellt Hierbei stand im Vordergrund unterschiedliche Massen und unterschiedliche Vernadelungs Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 33 dichten zu erzielen Des Weiteren wurden die Oberfl chen der Containerau enseite unterschiedlich hinsichtlich der Flauschigkeit gestaltet Kletteigenschaften Hierzu s Bild 2 2 1 6 bis 8 Vlies Bild 2 2 1 6 Prinzip der mechanische Vliesverfestigung Vernadelungsverfahren feste Oberfl che Vlies Bild 2 2
23. ann hernd monolithisches 80 IC Abscherung g 2 Verhalten T ge gt u 240 Lage 10 TI g 60 Lage 10 a Lage 7 D 40 V 8 Lage 7 d 00 Lage 5 6 Lage 5 6 Lage 2 3 20 4 Lage 2 3 A Lage 1 Lage 1 0 0 0 1 2 3 4 5 6 0 2 4 6 8 10 12 14 Relativverschiebung u cm Relativverschiebung u cm Bild A 3 Relativverschiebung ausgew hlter Containerlagen links jeweils der erste Belastungsvorgang rechts inkl Wiederbelastung mit ge ndertem Ma stab a Modellversuch 1 ohne Klettstreifen Schnitt 1 b Modellversuch 2 mit Klettstreifen Schnitt 1 In den Bildern A 4 und A 5 ist ein Vergleich der Verschiebungen zwischen Schnitt 1 und Schnitt 2 dargestellt Die Verschiebungen sind ann hernd identisch aus denen sich schlussfolgern l sst dass Randeinflusse bei diesem Versuch kaum einen Ein fluss haben Stapelsichere geotextile Container Anhang A17 zech _ Schnitt 1 Schnitt 2 E KP 8 QY A A Si po I N N A E 50 6 he C u z S 0 4 Nullmessung ZS 0 2 10kN 50kN 0 H ca 62 kN A 4 e ca 75 kN 1 Wiederbelastung ca 75 kN 2 Wiederbelastung Relativverschiebung u cm Bild A 4 Vergleich der Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z f r den Schnitt 1 und 2 bei Modellversuch 1 ohne Klettstreifen Schnitt 1
24. 1 bis 1 5 m3 der F llgrad ist mit ca 80 anzusetzen als Richtwert f r die Dehnung als grobe Vorabsch tzung wird auf Grund der derzeitigen Erkenntnisse von ca 40 ausgegangen Wesentliche Aspekte sind Umweltschutz sowie Einpassung in die Landschaftsgestal tung z B Aspekt der Begr nbarkeit in bestimmten Anwendungsf llen Eine Quader form der Container bringt Vorteile beim Einbau allerdings sind Konfektionsaufwand Zuschnittoptimierung Schnittabfall usw zu beachten Im Wasserbau ist eine schnelle Durchfeuchtung des Containers notwendig Positionie rung F r eine gute Schmiegsamkeit sollte der Vliesstoff gen gend dehnbar sein Der zeit wird mit Dehnungen von ca 60 bis 70 gearbeitet Bei Kombination mit Gitter und Klettstrukturen ergeben sich m glicherweise ver nderte Bedingungen entsprechend der Dehnbarkeit der Ausgangsmaterialien Die Beanspruchungen beim Einbau z B Einsatz von Rundgreifern erfordern eine hohe Rei festigkeit und Robustheit des Materials Bei der Container Konstruktion ist zu ber cksichtigen dass die N hte eine Schwachstelle darstellen Im Wasserbau wird zum gegenw rtigen Stand ein Fassungsverm gen von 0 5 bis 1 m als Vorzugsgr e ange sehen Wesentlich ist es geeignete Klettelemente einzusetzen Dabei sind die unterschiedli chen Bedingungen hinsichtlich Feuchtigkeit K rnung des Sandes usw zu ber cksichti gen und in Voruntersuchungen einzusch tzen Innovative stapelsichere geotex
25. 12 leer 18700 dtex 445 5 mm Breite 1 2 4f dig Franse 4 voll 12 leer Af dig Franse 4 voll 12 leer 4f dig Franse 4 voll 12 leer Af dig Franse A voll 12 leer Af dig 150 g PP PES hochfest 8800 dtex fach 500 g m fest vernadelt V6 Fa Naue 500 g m V6 Fa Naue 500 g m flauschig V5 500 g m flauschig V5 PES hochfest 8800 dtex 2fach PES hochfest 8800 dtex 2fach PES hochfest 8800 dtex 2fach PES hochfest 8800 dtex 2fach Abstand analog Stehfaden Schusslegewagen 1 voll 1 leer PES hochfest 18700 dtex Abstand analog Stehfaden PES hochfest 18700 dtex Abstand analog Stehfaden PES hochfest 4400 dtex Abstand analog Stehfaden PES hochfest 18700 dtex Abstand analog Stehfaden Abstand 15 cm ber stehende LS zugef hrt Klettstreifen 025 445 5 mm Breite Abstand 15 cm ber stehende LS zugef hrt Klettstreifen 025 445 5 mm Breite Abstand 15 cm ber stehende LS zugef hrt Klettstreifen 025 445 5 mm Breite Abstand 15 cm ber stehende LS zugef hrt Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 51 dE i J e j f 2 o sa MIT s A7 7 DE ww mg ii E Sa gt Er S Gitterf n be EW s w A HS er Mi 3 Le mmm eg CECR GitterfAden Go EE e SR Bild 2 2 2 8 Vorversuche auf der Vliesraschelmaschine RS3 MSUS V Kombination aus Vliesstoff Klettb ndchen
26. 2 5mm breit 3mm breit sonst PP B ndchen 2 5mm breit Auf halbem Umfang verteilt 4 B ndchen Microplast 25443 3mm breit sonst PP B ndchen 2 5mm breit 1 B ndchen Microplast 25443 3mm 3 B ndchen PP 2 5mm breit 1 Faden PCF Garn texturiertes 3 V 66 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht Die folgenden Bilder 2 2 38 bis 2 2 41 zeigen Gewebemuster der Versuche 1 2 3 und 5 KE EE raus SE TEE naar g 2 i D AER S LE A l t rE r EE ESSS KE www e Leg aan RERE gef aaa PeTTTTT I EA np stepR TLL ETELE Der TO I FERBREDE P i nn nn EEE SESSSSSEESEERESSoegsg A Se ZS z REE bp ana na neun WEEYTBRBZERE ep CE REEE SER es pi wernkkzau eur na LEERE wer uns m IT d Sec GER eg ERR ane ESp ar z KR Bild 2 2 38 Mustergewebe Versuch 1 Bild 2 2 39 Mustergewebe Versuch 2 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 6 ger ner i r Tr nn r D eege es Be een tegen geg ORT TOR ee ee See Ae ELLE ELLLL LIE i DEER n e em EEN fer art ENN er d RK WE EE e CN hen p N egen Are 7 Tener bk ehn e EE REITEN Bild 2 2 41 Mustergewebe Versuch 5 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 68 2 2 3 3 Versuchsergebnisse Versuch 1 Die Verwebbarkeit der eingesetzten Materialien war gegeben Nachteilig wirkten sich im Schuss die zu hohe Dehnung der Vlies
27. 2 869 4 139 6 927 1 994 16 066 15 718 14 543 0 260 0 171 0 171 0 207 0 152 0 462 0 757 0 926 0 913 2 809 4 716 0 227 0 126 0 858 1 942 0 167 15 16 1 880 1 866 15 721 14 555 0 432 0 716 18 1 970 1 867 1 960 1 679 1 649 1 729 1 879 1 874 10 926 9 975 8 063 6 247 4 339 3 217 1 634 1 539 0 848 0 774 0 766 0 759 0 744 0 602 0 631 0 918 1 971 1 971 1 879 10 910 9 963 8 034 0 813 0 759 20 0 734 1 681 1 662 4 306 3 208 0 701 0 588 24 25 1 859 1 530 0 879 28 29 30 2 0997 2 30 2 600 2 770 2 0988 9 041 7 060 9 915 10 898 12 792 1 059 1 062 1 143 1 126 1 123 2 628 2 132 2 622 2 189 2 630 9 015 7 039 9 480 10 890 12 756 1 029 1 029 1 106 1 099 32 1 067 amp Q NIN D D D ch lt Lech sch gt 24 Tabelle A 3 Messwerte der einzelnen Messpunkte f r die 4 und 5 Messung in Metern 4 Messung 5 Messung Messpunkt 25 07 2008 04 08 2008 Dags A N er x 0 902 16 117 0 154 0 900 16 121 0 151 1 108 13 912 0 027 1 111 13 915 0 029 0 896 11 133 0 082 0 898 11 129 0 080 0 933 4 690 0 134 0 930 4 971 0 137 0 858 1 958 0 114 0 861 7 956 0 111 15 1 877 1 832 15 716 14 555 0 414 0 717 1 881 1 829 159 720 14 557 0 416 0 721 18 1 966 1 944 1 850 10 921 9 962 8 035 0 815 0 741 0 725 1 964 1 941 1 855 10 927 9 968 8 031 0 816 20 0 721 1 657 1 653 4
28. 5 die Ergebnisse der Scherversuche f r ausgew hlte Klettstreifentypen im Vergleich zu einer Scherprobe ohne Klettstreifen dargestellt Der Einfluss des Klett streifentyps auf die Tragf higkeit wird in Abschnitt 2 4 3 2 4 untersucht 100 m 80 ohne Klett V 9 Kletttyp 1 V 6 e Kletttyp 2 V 8 Kletttyp 3 V 82 60 40 Scherspannung t KN m 20 Bild 2 4 5 Eu ln Scherspannungs Scherweg Diagramm 0 4 8 12 16 20 24 f rausgew hlte Klettstreifentypen zur Scherweg mm Demonstration der Wirksamkeit Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 87 7 Es ist deutlich zu erkennen dass bei gleicher Auflast unter Laborbedingungen ein signifikanter Unterschied in der maximal bertragbaren Scherspannung vorhanden ist Ein Klettstreifen tr gt somit eindeutig zur Erh hung der Tragf higkeit bei 2 4 3 2 3 Einfluss unterschiedlicher Vliesstoffe und Gewebe Zur Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Vliesstoffe und Gewebe wurden vier unterschiedliche Tr germaterialien verwendet Diese waren Vliesstoffe mit ei nem Fl chengewicht von 500 g m und ein Gewebe Die Synthesefasern der Vliesstoffe waren sowohl flauschig als auch mechanisch fest vernadelt Die Ergebnisse aus den Rahmenscherversuchen sind in Bild 2 4 6a dar gestellt Bez glich der Tragf higkeit ist bei den untersuchten Vliesstoffen kein signifi kanter Unterschied feststellbar Auffallend war jedoch dass b
29. An komp Sri Loop Material sauber nicht ges ttigt sauber nicht ges ttigt Va vemadet 35 sauber nicht ges ttigt A fauschig uber nich gesstigt A2 Scherspannung t KN m Scherspannung kN m 0 0 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 Scherweg mm Scherweg mm An komp Sri sauber nicht ges ttigt Loop Material sauber nicht ges ttigt 2 sauber nicht ges ttigt Loop Material Typ 1 sauber nicht ges ttigt sauber nicht ges ttigt 50 i 50 45 FE 7 z 40 z 40 z S 35 1 Sr 30 1 ce 20 F G 20 200820 UI 15 V13 UI E g V14 E V16 10 o 10 O i V15 SS NVa 0 0 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 Scherweg mm Scherweg mm Stapelsichere geotextile Container Anhang m son Le sage verunreinigt nicht ges ttigt A3 Loop Material an verunreinigt nicht ges ttigt V20 vemadet V21 Loop Material 35 sauber nichtges ttigt V22 Loop Materal 35 verunreinigt nicht ges ttigt V23 vemadet 35 verunreinigt nicht ges ttigt 50 45 E 40 1 amp S 35 S 5 30 1 S C C 2 29 7 2 e 20 E e P up V18 Zu ab E V19 O 10 O 0 V20 07 5 0 0 5 10 15 20 Scherweg mm In cene Sri verunreinigt nicht ges ttigt LA O
30. Auswahl der f r den Erd und Wasserbau relevanten Regelwerke f r geotextile Filter Bentonitmatten Kunststoffdichtungsbahnen Geogitter Dr nmatten Erosions schutzsysteme und geotextile Sandcontainer ist in Tab 1 zusammengestellt Die Abschnitte 2 1 1 bis 2 1 3 wurden ma geblich erarbeitet durch Frau Dipl Ing Katja Werth BBG Fa NAUE sa Abschnitt 2 4 1 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 25 Tab 2 1 bersicht ber die Regelwerke zur Anwendung von Geokunststoffen im Erd und Wasserbau Bundesanstalt f r Wasserbau BAW Merkblatt zur Anwendung von geotextilen Filtern an Wasserstra en MAG 1993 Technische Lieferbedingungen f r Geotextilien und geotextilverwandte Produkte TLG 2003 Richtlinien f r die Pr fung von geotextilen Filtern im Verkehrswasserbau RPG 1994 BAW Karlsruhe Empfehlungen zur Anwendung von Oberfl chendichtungen an Sohle und B schung von Wasserstra en EAO 2001 Richtlinien f r die Pr fung von mineralischen Weichdichtungen im Verkehrswasserbau RPW 2006 Deutsche Vereinigung f r Wasserwirtschaft Abwasser und Abfall e V DWA Themenheft Dichtungssysteme in Deichen 2005 Dichtungssysteme im Wasserbau Heft 215 1990 in berarbeitung Deutsche Gesellschaft f r Geotechnik DGGT EBGEO Empfehlungen f r Bewehrungen aus Geokunststoffen 1997 in berarbeitung M Geok E Merkblatt ber die Anwendung von Geokunststoffen
31. BLECK M HINZ M K BLER S 2002 Gro ma st bliche Untersuchungen zur hydraulischen Stabilit t geotextiler Sandcontainer unter Wellenbelastung Bericht des Leichtwei Instituts der Technischen Universit t Braunschweig Nr 878 Braunschweig unver ffentlicht PILARCZYK K W 1997 Application and design aspects of geocontainers Proceedings of the Geosynthetics 97 North American Conference Long Beach California USA pp 147 160 RECIO J OUMERACI H 2005 Analyse der stabilit tsgef hrdenden Prozesse von Deckwerken aus geotextilen Sandcontainern GSC Tagungsband 5 FZK Kolloquium Seegang K stenschutz und Offshorebauwerke Hannover S 83 87 RESTALL S J HORNSEY W P OUMERACI H HINZ M SAATHOFF F WERTH K 2004 Australien amp German experiences with geotextile containers for coastal protection Proceedings of the Third European Geosynthetics Conference Munich vol 1 p 141 146 SAATHOFF F WITTE J 1994 Geotextile Sandcontainer zur Stabilisierung der Kolkb schungen HANSA Schifffahrt Schiffbau Hafen 131 Heft A S 69 71 STOEWAHSE C 2001 Ermittlung des Reibungsverhaltens von Geokunststoffen und Erdstoffen im Rahmenscherger t Mitteilungen des Instituts f r Grundbau Bodenmechanik und Energiewasserbau IGBE der Universit t Hannover Heft 56 VAID Y P NEGUSSEY D 1984 Relative Density of Pluviated Sand Samples Soils and Foundations Vol 24 No 2 p 101 1
32. Bild 2 4 23 a Prinzipdarstellung des Modellversuches b Ansicht des Modellver suches mit fertiggestellter St tzkonstruktion c Rieselvorgang w h rend des Hinterf llvorgangs d Frontansicht der St tzkonstruktion Schnitt A A Schnitt B B Lastpresse Lastpresse B St tzkonstruktion aus geotextilen Containern A WR 2 sc Si EE 6 5 x 8 j 9 yR 10 Lage der Erddruckmessdosen 12 14 l 10 Bi hinter Container 14 und 15 y s lt R S 13 2 16 J E e 18 17 i o 19 j 20 21 i Modellsand og 24 Z i 26 27 30 2 28 Modellsand a P li A 1 10m B 0 2 0 55 A ou 0 28 1 06 02 Bild 2 4 24 Schnitte A A und B B des Modellversuches Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 105 200 Last 160 steigerung 120 80 Laststufe kN 40 Bild 2 4 25 0 en 120 180 gt 40 300 Angedachte Belastungsstufen bei der Zeit min Durchf hrung der Modellversuche 2 4 3 3 3 Messungen w hrend der Versuchsdurchf hrung W hrend der Durchf hrung der Modellversuche wurden die folgenden Kenngr en messtechnisch erfasst e tachymetrische Verformungsmessung jedes einzelnen Containers vor jeder Laststeigerung e horizontaler Erddruck hinter den Containern Nr 14 und 15 siehe Bild 2 4 24 e Kraft und Weg an der Lastplatte e Vegaufnehmer an jeder Ecke der Lastplatte um Verkantungen zu erfassen Zur Erfassung der Containerverschiebun
33. Container die konventionelle Vern htechnik mit zwei Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 132 F den siehe Bild 2 5 12a eingesetzt Da sich diese unter Baustellenbedingungen im Wasserbau in der Vergangenheit als sehr st ranf llig gezeigt hatte wurden alter nativ auch Versuche mit verzinkten Klammern unterschiedlicher Gr e durchgef hrt Bild 2 5 12 a Vern hen von Containern b Druckluftbetriebene Breitklammer zange zum Verschlie en der Container Das Verschlie en der Container erfolgte dabei mit einer druckluftbetriebenen Breit klammerzange siehe Bild 2 5 12b Im Rahmen der Versuche wurde die optimale Klammergr e zum Verschlie en ermittelt siehe Bild 2 5 13 Nach zahlreichen Tests erwies sich eine Klammergr e von 28 mm als optimal a o g D Bild 2 5 13 Zahlreiche Tests zur Klammerwahl f hrten zum Optimum a Vorderseite der Klammern b R ckseite der Klammern W hrend der Feldversuche hat sich diese Verschlusstechnik auch bei einer gr e ren Anzahl von Containern als eine Alternative zum Vern hen bew hrt Das Klam Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 133 merger t war leicht auf der Baustelle zu handhaben Es hatte ebenfalls die erforder liche Robustheit f r den Baustellenbetrieb Bodenanhaftungen an den Containern f hrten im Gegensatz zur Vern htechnik nicht zum Ausfall des Ger tes F r den tempor ren Einsatz von Cont
34. Dieser Damm bestand zu jeweils einem Drittel aus Containern mit dem Klettstreifentyp 2 Containern mit Klettstreifentyp 3 und aus Containern ohne Klettstreifen Der Versuchsaufbau ist als Drauf und Ansicht in Bild 2 5 15 dargestellt a d EE de X re O 2 8 i A ne fe ER une a a E max 2 4 m Container ohne Klett Container mit Kletttyp 2 Container mit Kletttyp 3 b Schnitt 1m BN Bang e 2 K N S z OK Sp lfeld TE y sohle Bild 2 5 15 gt a L ngsansicht der Container mit den max 4 m unterschiedlichen Klettstreifen b Schnitt 0 2 4 durch die Versuchskonstruktion Die Besonderheit dieses Versuches bestand darin dass als F llmaterial Baggergut aus dem Sp lfeld Drigge mit einem hohen Anteil bindiger Bestandteile verwendet wurde Dieser war infolge eines Bearbeitungsprozesses mit Wassergehalten von w 74 bis 108 gut als F llmaterial zu gebrauchen Die Dichte des eingesetzten Materiales lag bei p 1 49 bis 1 53 g cm Die Bef llung der Container erfolgte einzeln und bei der Zwischenlagerung wurde darauf geachtet dass keine Ber hrungen der Klettstreifen mit dem Vliesstoff eintra ten Kontakt zwischen Kleitstreifen und Boden lie sich allerdings nicht vermeiden Das Verschlie en erfolgte mit dem in den Erprobungen bew hrten Klammerger t Bild 2 5 16 zeigt den Verschlusszustand bei einem Container Weder im Zwischenla gerprozess noch beim Verlegen der Container kam es zu Problemen mi
35. E 24 Z i Z CG 20 1 a 1 E 16 C i mal 8 12 P e Gewebe mit fe 8 Klettstreifen V99 d Gewebe ohne R S Klettstreifen V100 3 _ 0 Bild 2 4 7 O0 4 8 12 16 20 au Scherspannungs Scherweg Diagramm Scherweg mm f r Gewebe Die untersuchten Gewebe erzielten eine geringere Tragf higkeit als die Vliesstoffe Generell sind Gewebe nur f r kleinere Container geeignet da Gewebe eine deutlich geringere Bruchdehnung aufweisen als Vliesstoffe Container aus Gewebe k nnen somit bei sto artigen Belastungen schneller platzen als Container aus Vliesstoff Dennoch ist unter Verwendung von Klettstreifen eine Zunahme der Tragf higkeit m glich Der S gezahnverlauf wird auf die Anordnung der Klettstreifen zur ckge f hrt Eine m gliche Anwendung f r Gewebe mit Klettstreifen wird in der Verwen dung von kleinen Sands cken im Katastrophenschutz gesehen 2 4 3 2 4 Einfluss unterschiedlicher Klettstreifentypen Wie bereits in Bild 2 4 4 gezeigt wurde eine Vielzahl an Klettstreifentypen unter sucht um eine Erh hung der Scherspannung zu erzielen n here Angaben zu den untersuchten Klettstreifen siehe Abschnitt 2 2 2 1 In Bild 2 4 8 sind die Ergebnisse f r die Klettstreifentypen 1 bis 3 und 6 dargestellt Generell kann gesagt werden dass durch die Verwendung von Klettstreifen eine h here Scherspannung m glich ist Es f llt jedoch auf dass der Klettstreifentyp einen deutlichen Einfluss auf das Ergebnis hat Zwischen Klettstr
36. EN N N ga ee Eee AT Sr N el each yii al Ir KE ee So i 1 ST mA Z ep ee en CR d La Ti a GC KAS obt ch Ro TE gt art he mA 27H ay u Co wW ma Ba e ar sar CG mW a ECH E j RA 2 i i f Bild 2 2 6 Beispiel Verbund Struktur Vliesstoff Gitter Es wurden sowohl Standard Vliesstoffe Secutex R 601 Secutex 351 GRK 5 als auch speziell entwickelte Varianten mit unterschiedlicher Oberfl chenqualit t flauschig fest usw und verschiedenen Massen Fl che untersucht s a Abschnitt 2 2 1 Die Bilder 2 2 7 bis 2 2 14 zeigen die Durchf hrung der Versuche Bild 2 2 7 Versuchseinrichtungen im STFI e V Raschelmaschine mit Magazinschusseintrag zur Herstellung von Vliesverbundstoffen RS3 MSUS V Fa KARL MAYER Malimo Textilmaschinenfabrik GmbH Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 50 Tabelle 2 14 Vorversuche auf der Vliesraschelmaschine RS3 MSUS V Kombination aus Vliesstoff Klettb ndchen und Gitter L ngs und Querf den Nr Vliesstoff Stehfaden Klettb ndchen Bindung Material 1 0 Trikot PES 167 150g PP Volleinzug dtex 1 2 Wie 1 1 8800 dtex 2fach PES hochfest Grundfaden 1 1 Franse 4fach 150 g PP 4 voll 12 leer PES 167 Af dig dtex 18700 dtex PES hochfest Abstand analog Stehfaden 8 voll 16 leer 3 R cm 430 g m Wie 1 2 Vorversuch stehende Legeschiene f r Klettstreifen 1 4 PES hochfest Klettstreifen 025 analog 4 voll
37. Eidersperrwerks genannt 7 An der Westk ste der Insel Sylt kam es durch eine Sturmflutserie in den Winter monaten 1990 zu erheblichen Ausr umungen des Kliffes mit Absturzgef hrdung eines Hauses Zur Sicherung wurde eine Kombination aus 5 m hoher Sandvorsp lung und integrierter mit Terrafix Soft Rock bewehrter D ne gebaut 11 Entwicklungsl nder mit touristisch bedeutsamen K stenregionen gewinnen an wirt schaftlichem Stellenwert 12 Die erosionsgef hrdeten K stenregionen von Sri Lanka und Gambia sind in der Vergangenheit sowohl von der internationalen Ent wicklungshilfe als auch von privaten ausl ndischen Investoren in strategischen K stenschutzma nahmen wirtschaftlich unterst tzt und ingenieurtechnisch beraten worden Neben herk mmlichen K stenschutzbauwerken sind Sofortma nahmen zum Schutz akut gef hrdeter Geb ude mit Sandcontainern umgesetzt worden Ein Beispiel f r den erfolgreichen Einsatz von Sandcontainern stellt die K sten schutz Ma nahme 1999 in Narrowneck an der australischen Gold Coast dar 13 14 15 16 Dort wurde ein 200 m breiter k stenparallel und 450 m langer Unterwasserwellenbrecher fertiggestellt Dieser dient als k nstliches Riff und besteht aus rund 280 sandgef llten Terrafix Soft Rock Vliesstoffcontainern Projektpartner Fa NAUE BBG Bauberatung Geokunststoffe GmbH amp Co KG Das Querprofil des Riffk rpers variierte zwischen 1 m und 10 m unterhalb des mittleren Wasserspie
38. Hannover 2007 FZK Kolloquium 34 OUMERACI H HINZ M BLECK M KORTENHAUS A 2003 Sand filled Geotextile Containers for Shore Protection 3 International Coastal Structures Conference Portland Oregon 2003 35 Unterlagen Fa Binder GmbH amp Co Textil und Kunststofftechnik Holzgerlingen 36 Unterlagen Fa Velcro GmbH 37 betriebliche Unterlagen Fa Flexitex Literaturverzeichnis Abschnitte 2 4 und 2 5 BATHE K J 2002 Finite Elemente Methoden 2 Auflage Springer Verlag Berlin Heidelberg New York BEZUIJEN A DE GROOT M B KLEIN BRETELER M BERENDSEN E 2004 Placing accuracy and stability of geocontainers Proceedings of the Third European Geosynthetics Conference Munich vol 1 p 123 128 BRINKGREVE R B J Editor 2003 PLAXIS Version 8 Benutzerhandbuch Technische Universit t Delft amp PLAXIS bv Niederlande CUDMANI R 2001 Statische alternierende und dynamische Penetration in nichtbindigen B den Ver ffentlichungen des Institutes f r Bodenmechanik und Felsmechanik der Universit t Fridericiana in Karlsruhe Heft 152 DIN EN ISO 12957 1 2005 Geokunststoffe Bestimmung der Reibungseigenschaften Teil 1 Scherkastenversuch Deutsches Institut f r Normung Berlin DIN 18123 1996 11 Baugrund Untersuchung von Bodenproben Bestimmung der Korngr enverteilung Deutsches Institut f r Normung Berlin DIN 18137 3 2002 09 Baugrund Untersuchung von Bodenproben Besti
39. M f 2 ab S 0 6 S06 Be Be OI u S z S 0 4 204 7 D 50 2 5 0 2 X N 0 0 p 0 4 8 12 16 20 24 O 2 4 6 8 10 12 14 Lageverschiebung u cm Relativverschiebung u cm Nullmessung BR 10 kN 50kN 65kN l ca 75 kN Bild 2 4 31 95 kN 1 Wiederbelastung Lagenweise Verschiebung der St tzkon ca 100 kN struktion bei Modellversuch 2 a Lage 105 kN 2 Wiederbelastung verschiebung u ber die Konstruktions lt 115kN h he z b Relativverschiebung Au ber ca 120 kN die Konstruktionsh he z Bei Modellversuch 1 ohne Klettstreifen hat sich bei einer Auflast von ca 62 kN eine derartige Schiefstellung eingestellt sodass der Versuch zur Begradigung der Last platte unterbrochen werden musste In Bild 2 4 30 ist bei dieser Laststufe bereits ein deutliches Abscheren der Container zwischen Lage 1 und 2 ersichtlich Bei der an schlie enden Wiederbelastung konnten ca 75 kN erreicht werden ehe der Versuch erneut unterbrochen und die Lastplatte neu ausgerichtet werden musste Bei der darauf folgenden 2 Wiederbelastung konnten ebenfalls nur ca 75 kN erreicht wer den bei der ein deutliches Scherversagen zwischen den Containern der 1 und 2 Lage aufgetreten ist Da bei der 2 Wiederbelastung keine h here Belastung erreicht worden ist wird die Grenzlast zu ca 75 kN angenommen Die Belastungsstufen bei Modellversuch 2 mit Klettstr
40. Naue durchgef hrt Sehr feste Vliesstoffe mit h heren fl chenbezogenen Massen sowie Dicken f hrten ohne aufwendige Modifikationen Umbauten an der Wirkmaschine zu Verarbeitungsschwierigkeiten verarbeitbare Gesamtdicke max ca 5mm Durchstechen des Vliesstoffes bei voll ausgenadelter Maschine Arbeitsbreitel In den Vorversuchen entstand eine Perforation des Vliesstoffes infolge des Durchstechens der nicht mit F den belegten Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 49 Nadeln Fadeneinzug 1 voll 3 leer die volle Benadelung der Nadelbarre wurde aus Zeit und Aufwandsgr nden f r die Vorversuche nicht ver ndert andere Ausnadelung und damit Vermeiden der Perforierung ist m glich Auf der Vliesraschelmaschine RS3 MSUS V k nnen Vliesstoffe mit einem Gitter z B aus hochfesten F den kombiniert werden Bild 2 2 6 zeigt einen Vorversuch Diese Verbundvariante wurde nach Diskussion mit den Projektpartnern erst einmal nicht weiter verfolgt da insbesondere f r die Anwendungen im Wasserbau besonderer Wert auf eine hohe Dehnbarkeit gelegt wurde Ar OG 1 Su Eu Gel hi u CR Kaar z 2371 REED an Ver rt WEE A ir Lex Se at ET OR du Te EE ME d i Oh id n b H Ki E f h Ob Ch ep Bez ce EE naM St I KR f 3 d tpit Egger a TC I ga fil et giereg RE ARE E a W i U an H IP lte HI r RT e ee p di Com B MI PAR DH KS Sch STES El u i d
41. Prof Dr Ing F Saathoff der Deutschen Gesellschaft f r Geotechnik DGGT Universit t Rostock Institut f r Umweltingenieurwesen Lehrstuhl f r Landeskulturelle Ingenieurbauwerke Bundesanstalt Technisches Hilfswerk Forschungsgesellschaft f r Stra enwesen FGSV WSA Wasser und Schifffahrtsamt Weser Niederlassung Hamburg Nieders chsisches Hafenamt Cuxhaven WSA Stralsund STAUN Staatliches Amt f r Umweltschutz und Natur Rostock STAUN Stralsund STAUN ckerm nde NLWK Nieders chsischer Landesbetrieb f r Wasserwirtschaft und K sten schutz Norden Amt f r L ndliche R ume Schleswig Holstein Husum NLWK Schleswig Hol stein Kreisabteilung Umweltschutz Hooksiel WSA Bremerhaven Blexen NLWK Brake Wilhelmshaven Die im Folgenden genannten Unternehmen trugen durch Sach und Arbeitsleistun gen ohne Kostenberechnung wesentlich zu Bearbeitung des Forschungsprojekts bei Gottlieb Binder GmbH amp Co f hrendes und innovatives Unternehmen im gesam ten Produktbereich Kletten und Haftverschl sse extrudiert sowie auf textiler Basis KARL MAYER Malimo Textilmaschinenfabrik GmbH ist ein erfahrener Hersteller von Maschinen f r die Produktion von technischen Textilien und Weltmarktf hrer f r N hwirk Bi und Multiaxial Wirkmaschinen Eine der neuesten Entwicklungen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 17 ist die f r die Arbeiten im Fors
42. Zusammenhang mit den aussichtsreichen ersten Ergebnissen zu dem in Entwicklung befindlichen Klettstreifentyp Von den Baufirmen insbesondere Fa WITTFELD GmbH und Heinrich Hirdes GmbH wurden neue F lltechnologien entwickelt Die durch die Fa WITTFELD GmbH erarbeitete alternative F lltechnik mit Hilfe eines Radladers ist wirtschaftlich effektiv f r Bauobjekte bei denen eine geringe Anzahl von Container eingebaut wird und sofort nutzbar Die Anlage der Fa Hirdes beschieben in Abschnitt 2 5 3 1 wurde in den Investitionsplan aufgenommen und eine Entscheidungsgrundlage f r die Gesch ftsf hrung erarbeitet Bei einem entsprechenden Bedarf f r eine konkrete Bauma nahme kann umgehend eine Bestellung ausgel st werden Weiterhin werden die Ergebnisse des Projekts durch die Fa KARL MAYER Malimo Textilmaschinenfabrik GmbH genutzt die mit der Verarbeitung von Klettb ndern auf Maschinen dieses Unternehmens f r geotextile Container neue potenzielle Anwendungsfelder erschlie en kann 5 W hrend der Durchf hrung bekannt gewordene Fortschritte Angeregt durch die Erkenntnisse der Projektarbeiten wird bei der Firma Binder daran gearbeitet ein doppelseitiges Klettband weiterzuentwickeln und in die Produktpalette aufzunehmen Es wird eingesch tzt dass dadurch wesentliche Vorteile in der Klettfunktion der geotextilen Container erreicht werden k nnen In einer Weiterf h rung der Arbeiten sollte dies ber cksichtigt werden Es wurden keine rel
43. arti gen Belastungen schneller platzen als Container aus Vliesstoff Dennoch ist unter Verwendung von Klettstreifen eine Zunahme der Tragf higkeit m glich Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 149 LH 7 Ei 7 7 Q 7 Ei 7 7 Eine m gliche Anwendung f r Gewebe mit Klettstreifen wird insbesondere in der Verwendung von kleinen Sands cken im Katastrophenschutz gesehen Generell wurde festgestellt dass durch die Verwendung von Klettstreifen eine h here Scherspannung m glich ist Der Klettstreifentyp hat einen deutlichen Einfluss auf das Ergebnis Unabh ngig vom Klettstreifentyp wird eine Ver schiebung von ca 1 cm ben tigt bis der Klettstreifen seine Wirksamkeit zeigt Es wird ausgegangen dass sich die Fasern des Vlieses ausrichten be vor sie sich in den Klettstreifen verhaken Durch mehrmaliges Verhaken der Klettstreifen mit der Vliesstoffoberfl che tritt ein Tragf higkeitsverlust ein Deshalb wird empfohlen darauf zu achten dass ein Kontakt der Klettstreifen vor Erreichen der endg ltigen Liegeposition mit anderen Containern m glichst vermieden wird Es l sst sich deutlich erkennen dass im ges ttigten Zustand im Vergleich zur trockenen Probe sowohl ohne als auch unter Verwendung von Klettstreifen eine geringere Scherspannung mobilisierbar ist Die Gr nde daf r werden darin gesehen dass sich die Synthesefasern des Vliesstoffes in nassem Zu stand schlechter mit
44. auf die von den inneren Schubfl chen zwischen den Container elementen oftmals nicht aufgenommen werden und die zu einem Systemversagen f hren k nnen stark begrenzte Stapelf higkeit infolge glatter Oberfl che unge n gende Lagestabilit t da die Container untereinander nicht verbunden sind Ob wohl Ideen zur Erh hung des Reibungs bzw Haftverbundes durch nachtr gliches Anbringen oder Integration konventioneller Klettverschl sse direkt w hrend der Herstellung existieren wurden diese wegen sehr hoher Kosten bisher nicht praktiziert Ziel ist diesen Nachteil der ungen genden Stapelf higkeit zu beseitigen indem die wissenschaftlich technischen Grundlagen sowie Prinzipl sungen f r innovative Geotextilien mit klettenden Eigenschaften geschaffen werden Die Komponenten einer Klettverbindung Prinzip Haftverschluss sollen auf kosteng nstige Weise bereits bei der Herstellung ber Wirk und oder Rundwebtechniken integriert und eine optimale Haftung der Komponenten erreicht werden Ausgangspunkt sind folgende textile Verfahren Wirktechnik mit Vliesstoffzuf hrung Kombination hochfester Gitter mit Vliesstoff und aus Klettfolie geschnittener Klettf den diese L sung hat den Vorteil der Verarbeitung ungeschnittener sehr breiter Vliesstoffbahnen und damit gro er Variabilit t in den Containerabmessungen Rundweben Modifizierung dieser Technologie zur Herstellung von schlauchf rmigen Textilien um ebenfalls beide Kompon
45. best tigt Die Feldtests zeigten aber auch dass verschiedene weitere Einfl sse auf der Baustelle die Haftwirkung der vorliegenden Klettverbindung aus dem speziell verwendeten Vliesstoff und Klettmaterial vermindern Es wurde herausgearbeitet welche Probleme noch gel st werden m ssen bevor eine umfangreiche Nutzung vor allem f r gro formatige geotextile Container erfolgen kann Insbesondere bieten die Ergebnisse die Grundlage in Nachfolgeuntersuchungen die Erkenntnisse zu erweitern u nd zu pr zisieren Auf jeden Fall ist eine Verwertbarkeit der Ergebnisse f r erfolgreiche Teill sungen gegeben Durch das Forschungsprojekt wurden Arbeiten zur Weiterentwicklung einer doppelseitigen Klettfolie angeregt So sollte dieses zuk nftig verf gbare Back to Back Material Klettstreifentyp 6 auf Grund seiner guten Ergebnisse nach Abschluss der Entwicklungsarbeiten beim Hersteller in Anschlussarbeiten untersucht werden Es gibt Vorstellungen bei den Projektpartnern ein derartiges Material f r weitere Anwendungen in der Geotechnik zu nutzen F r die textilen Hersteller und die Maschinenbauer von Wirk und Rundwebtechnik wurde mit den Forschungsarbeiten zur Entwicklung neuartiger Vliesstoffverbunde eine wesentliche Grundlage hinsichtlich der M glichkeit geschaffen Vliesstoffverbunde und Gewebe mit Hafteigenschaften auszustatten Es wurde durch die Fa Flexitex eine umgehend anwendbare Konfektionstechnolo gie erarbeitet die f r die Konfektioni
46. bracht Nach dem Zuschnitt der entsprechenden Anzahl von Teilen wurden diese an den N harbeitsplatz transportiert Die fertig konfektionierten Teile wurden zusam mengelegt und auf Paletten gestapelt Im Anschluss daran wurden je nach Versuchsplan die vollen Paletten oder auch ein zelne Teile ber den Aufzug zur ck ins Lager transportiert W hrend der Herstellung erfolgte eine st ndige Kennzeichnung der Versuche so dass die st ndige Zuordenbarkeit zu den Versuchsreihen gegeben war Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 73 Entwicklung der Zuschneide und Konfektionstechnologie Die Zuschneidetechnologie wurde entsprechend dem Fortschritt in der Versuchs durchf hrung ver ndert Anfangs wurden die Rollen von einer Welle ber Lagerb cke abgezogen und auf einer Tafel abgelegt jeder Containerzuschnitt mittels Rundmesser einzeln abgel ngt und zwischengelagert Die F hrung des Rundmessers erfolgte per Hand Auf Grund der Materialbreite waren zwei Personen f r den Zuschnitt n tig eine von der linken eine weitere von der rechten Seite Nach verschiedenen weiteren Vorversuchen wurden sp terhin die Container span nungslos abgel ngt um ein Relaxieren der gedehnten Teile zu vermeiden So konn ten anf nglich aufgetretene L ngendifferenzen vermieden werden Zum Schneiden der Containerteile wurde eine Vorrichtung gebaut um die sehr gro en Teile ma gerecht und kantengerade herzustellen Die
47. dem verwendeten Programmsystem sind in Brinkgreve 2003 gegeben 2 4 3 4 2 Berechnungsmodell Es wurde die in Abschnitt 2 4 3 3 vorgestellten Modellversuche nachgebildet Dazu wurde das in Bild 2 4 33 dargestellte zweidimensionale numerische Modell erstellt Zur Modellierung des Sandes wurde das linear elastische ideal plastische Stoffge setz nach Mohr Coulomb verwendet Die Bodenkenngr en wurden aus Heitz 2006 und Witzel 2004 entnommen Da das Programmsystem keine Elemente f r Container zur Verf gung stellt wurden diese n herungsweise wie folgt vereinfacht die Umh llung wurde mit Geokunststoff elementen geogrids simuliert und das F llmaterial mit einem linear elastischen Stoffgesetz nachgebildet Die Nachbildung des Verbundes der einzelnen Container zueinander stellte sich als problematisch heraus Das FE Programm stellt zwar zur Simulierung von Kontaktfl chen Interface Elemente zur Verf gung jedoch haben Voruntersuchungen gezeigt dass diese bei dieser Anwendung keine zielf hrenden Ergebnisse lieferten Ein di rektes Aufeinanderlegen der Geokunststoffe bedeutete einen festen Verbund zweier Container miteinander welches ebenfalls keine befriedigenden Resultate erzielte Von daher musste ein Medium als Scherzone zwischen die einzelnen Containerla gen gelegt werden welches in der Lage ist durch Annahmen den Verbund realit ts Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 114 nah nachzu
48. der Container mit dieser Methode unwirtschaftlich ist Der Einbau erfolgte mit einer Greiferkonstruktion siehe Bild 2 5 4 a AN T v i 14 K i 48 wl ul Di i Ni U Bild 2 5 4 a Transport der Container nach dem F llvorgang b Einbau der Container mittels Greiferkonstruktion Um auch noch einmal zu demonstrieren wie stark und fest die Baustellennaht ist wurde ein gef llter Container ohne Klettstreifen ber eine eingen hte Schlaufe hochgezogen Die Baustellennaht hielt der Beanspruchung stand Als Nebeneffekt konnte man erkennen dass im Vliesstoff des Containers ohne Klettstreifen eine Dehnung von ca 60 auftrat ohne unter dieser Belastung zu rei en Ein hochge zogener gef llter Container mit Klettstreifen erreichte eine insgesamt geringere Deh nung von ca 45 Die Klettstreifen reduzierten die Dehnung somit um ca 15 und wirkten als Dehnungsbegrenzung siehe Bild 2 5 5 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 126 Bild 2 5 5 Hochgezogener Container a ohne Klettstreifen b mit Klettstreifen Bild 2 5 6 zeigt das fertig gestellte Bauwerk Bild 2 5 6 Ansicht des fertig gestellten Bauwerks Die Belastung der Konstruktion erfolgte einerseits ber den eingebauten Sand und andererseits ber die Tide der Weser Der Tidenhub lag auf H he der obersten Con tainerlage Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 127
49. es m glich den Vliesstoff lagenweise kantengerade aufzu legen und mittels Rundmesser in exakter L nge sauber zu trennen F r eine Serien produktion kann dieser Ablauf problemlos automatisiert werden Transport Lagerung und Versand Es wurden M glichkeiten recherchiert wie der in der Herstellung und beim Endan wender unerw nschte Nebeneffekt Kletteffekt minimiert oder eliminiert werden kann z B anl sslich der Messe Techtextil in Frankfurt im Juni 2007 Der Einsatz von Folie als Zwischenlage wurde dabei favorisiert W hrend der Bearbeitungsprozesse wurden die klettf higen Teile so gelegt dass zwischen ihnen minimaler Kontakt auftrat Das lie sich durch lange Tafeln realisie ren auf denen die Teile einzeln bewegt wurden Beim Lagern wurden verschiedene Materialien als Zwischenlagen verwendet z B Folie Rollen und Seidenpapier Bild 2 3 10 Lagerung mit Zwischenlagen aus Seidenpapier Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 76 Die Zwischenlagen wirken dem unerw nschten Kletteffekt entgegen wurden aber aus kologischer und konomischer Sicht verworfen Auch im Gebrauch auf der Baustelle m ssen die geotextilen Container m glichst einfach handhabbar sein F r die Versuchscontainer wurden in Absprache mit den Partnern die konstruktive Gestaltung sowie die Abmessungen von ca 55 cm x 27 cm x 14 cm festgelegt Die Bilder 2 3 10 und 2 3 11 zeigen die verwendete Containerkonstr
50. f r das n chste Jahrzehnt Teilvorhaben 3 Textilien f r den Bau und Geosektor Bericht 0311810 STFI 2004 EP 0 716 722 Bi International Symposium Tsunami Reconstruction with Geosynthetics Protecton Mitigation and Rehabilitation of Coastal and Waterways Erosion Control 8 9 Dezember 2005 Bangkok Thailand http www geosyntheticssociety org CGalendar TsunamiSympBroch05 pdf PILARCZYK K 2001 Geosynthetics and Geosystems in Hydraulic Engineering RECIO J OUMERACI H Leichtwei Institut f r Wasserbau Abt Hydromechanik und K steningenieurwesen Bericht 936 04 2007 GR NE J SPARBOOM U Untersuchungen am Gro en Wellenkanal in Hannover vom Forschungszentrum K ste 2006 2007 WERTH K KORTENHAUS A 2007 Gesch ttete Wellenbrecher mit innovativem Kern aus geotextilen Sandcontainern 6 FZK Kolloquium K stenschutz und Seebau Hannover 2007 FZK Kolloquium RECIO J OUMERACI H 2007 Einflussfaktoren zur Stabilit t von K stenbauwerken aus geotextilen Sandcontainern GSC 6 FZK Kolloquium K stenschutz und Seebau Hannover 2007 FZK Kolloquium GR NE J SPARBOOM U OUMERACI H SCHMIDT KOPPENHAGEN R WANG Z 2007 Untersuchungen zur Stabilit t von geotextilen Sandcontainern Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 155 unter Seegang und die Anwendung f r den Kolkschutz von Tragkonstruktionen 6 FZK Kolloquium K stenschutz und Seebau
51. flauschig Wesentliche Parameter der Vernadelung Nadeltype 1 NM Felting 15x18x32x3 5 Nadeltype 2 NM Felting 15x18x36x3 Einstichdichte 1 NM 115 cm Einstichdichte 2 NM 55 cm Die technischen Parameter des erstellten Vliesstoffs sind in Tabelle 2 5 enthalten Tabelle 2 5 bersicht zu den Vliesstoffparametern Muster 2 Masse pro Fl cheneinheit DIN EN ISO 9864 303 g m Zugfestigkeit Produktionsrichtung DIN EN ISO 10319 12 5 kN m Zugfestigkeitsdehnung Produktionsrichtung GE Zugfestigkeit Quer zur DIN EN ISO 10319 21 4 kN m Produktionsrichtung i Zugfestigkeitsdehnung quer zur DIN EN ISO 10319 53 Produktionsrichtung Stempeldurchdr ckkraft DIN EN ISO 12236 3 2 kN Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 36 Muster 3 200 q m sehr flauschig Wesentliche Parameter der Vernadelung Nadeltype 1 NM Felting 15x18x32x3 5 Nadeltype 2 NM Felting 15x18x36x3 Einstichdichte 1 NM 75 cm Einstichdichte 2 NM 40 cm Die technischen Parameter des erstellten Vliesstoffs sind in Tabelle 2 6 zusammengestellt Tabelle 2 6 bersicht zu den Vliesstoffparametern Muster 3 ween Masse pro i Fl cheneinheit DIN EN ISO 9864 220 g m Zugfestigkeit Produktionsrichtung DIN EN ISO 10319 4 2 kN m Zugfestigkeitsdehnung X Produktionsrichtung DIN EN ISO 10319 109 Zugfestigkeit Quer zur DIN EN ISO 10319 7 3 kN m Produktionsrichtung i Zugfestigkeitsdeh
52. g Schnitt 1 _ a Schnitt 2 n 5 1 6 J Schnitt 3 u AH 1 2 j Bild 2 5 26 0 8 Darstellung der Relativverschiebung Au 8 ber die Konstruktionsh he z f r den Schnitt 1 ohne Klettstreifen den Schnitt 2 bergangsbereich und den 0 2 4 6 8 10 12 14 Schnitt 3 mit Klettstreifen Relativverschiebung u cm Die Erfahrungen w hrend des Einbaus der Container k nnen wie folgt zusammen gefasst werden Die beschriebene einfache Klemmvorrichtung an der Gabel eines Radladers zum Bef llen der Container hat sich gut bew hrt Dennoch war das anschlie ende Be f llen mittels Baggerschaufel ein relativ langsamer Vorgang Wenn allerdings kei ne F llanlage zur Verf gung steht w re dies eine wirtschaftliche Alternative Das Verlegen der bef llten und verschlossenen Container mit Hilfe der modifizierten Greiferkonstruktion verlief problemlos Insbesondere durch das Andr cken der Container nach dem Ablegen konnte eine formstabile St tzkonstruktion errichtet werden Allerdings zeigte sich auch dass das Einhalten einer bestimmten Geo metrie bzw eines bestimmten Neigungswinkels der St tzkonstruktion aufgrund der doch relativ gro en Verformungen der Container nur mit Einschr nkungen re alisierbar war Die im Stehen an der Radlagergabel angeklemmten und bef llten Container konn ten nicht senkrecht h ngend transportiert bzw angehoben werden da aufgrund des Eigengewichtes zu hohe Dehnungen im Vliesstoff auftrete
53. ist ungeordnet Von daher wird vermutet dass beim ersten Schervorgang sich die Fasern in Scherrichtung ausrichten wodurch beim zweiten Schervorgang eine geringere Scherspannung mobilisierbar ist Generell tritt aber schon beim zweiten Schervorgang ein deutlicher Tragf higkeits verlust ein siehe Bild 2 4 13b und c Nach dem dritten Schervorgang ist die Tragf higkeit bereits ann hernd vergleichbar mit der ohne Klettstreifen Von daher wird empfohlen darauf zu achten dass die Klettstreifen vor Erreichen der endg ltigen Liegeposition nicht in Kontakt mit anderen Containern kommen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 93 2 4 3 2 5 Einfluss von Verunreinigung und S ttigung Um die Wirksamkeit des Klettstreifens durch Verunreinigungen w hrend der Einbau phase zu untersuchen wurden einige Scherversuche im ges ttigten und verunreinig ten Zustand durchgef hrt Bild 2 4 14 zeigt den Einfluss einer ges ttigten Probe auf die maximal zu bertra gende Scherspannung o CH 120 trocken Kletttyp 3 V 82 100 ges ttigt Kletttyp 3 V91 _ 80 60 40 Scherspannung t KN m Scherspannung KN m 20 4 trocken Kletttyp 2 V 8 ges ttigt Kletttyp 2 V 36 0 5 10 15 20 A 5 10 15 20 25 Scherweg mm Scherweg mm Bild 2 4 14 Scherspannungs Scherweg Diagramme f r trockene und ges ttigte Zust nde a ohne Klett
54. verunreinigt ges ttigt ANMERKUNG Bei Versuch V 64 l ste sich der Vlies vom Distanzk rper Der Ver such wurde daraufhin nicht bei der Auswertung ber cksichtigt 1 60 24 m V61 i 10 SV D 5 e e D V63 D 2 Di N GA cC OO u OO Q Q 2 2 S a0 O O d d 0 f 0 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 Scherweg mm Scherweg mm Spannung on V 67 vernadelt 35 sauber nicht ges ttigt 1 Abscherung um mmm f a mm mmm f ec Stapelsichere geotextile Container Anhang A9 16 20 d e EE z 1 2 1 lt S 14 7 2 2 7 T 1 T g8 V70 D V67 2 el EE DE ab ei ab d V68 54 V72 ve V733 0 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 Scherweg mm Scherweg mm siehe sauber nicht ges ttigt EE EER Vliestyp 4 Abscherung sauber nicht ges ttigt Wier ee e 1 Abscherung sauber nicht ges ttigt EL 2 Abscherune sauber nicht ges ttigt Au Wb 3 Abscherung sauber nicht ges ttigt il EL 4 Abscherune A10 18 E 14 1 ZS Z Z a 0 e A e e 10 e T gt H gt c 8 i 3 18 Do 6 yv5 J 2 i D _ o 4 V6 02 U 2 V77_ 0 0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25 Scherweg mm Scherweg mm sauber nicht ges tti
55. wirtschaftlich mit anderen Schlammentw sserungs verfahren konkurrieren und erfordert keine extensive oder st ndige Instandhaltung Bild 1 7 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 22 Die Vielfalt der Anwendungen und Arten von Geocontainern sowie ihr st ndig wach sendes Potenzial werden u a in 2 20 21 dargestellt Alle Formen Gr en und Materialien bis hin zu Jute und Kokosfasern werden eingesetzt obwohl die meisten aus Geweben oder Vliesstoffen bestehen die als Geofilter oder f r die Erdbeweh rung verwendet werden Der Einbau von Geofiltern unter Wasser erfordert gew hnlich Ma nahmen gegen Faltenbildung Aufschwimmen usw Au erdem k nnen Str mungen und Wellen die Installation von Geocontainern st ren Eine Neuentwicklung ist die Sandmatte von NAUE ein d nner geotextiler Container Sie besteht aus zwei Geokunststoffh llen zwischen die Sand oder ein anderes mineralisches Material gef llt wurde z B auch ein Granulat aus Metallschlacke mit hoher spezifischer Masse Die beiden H llen sind entweder vernadelt oder vern ht um die F llung an der richtigen Stelle zu hal ten Die maximale F llmasse ist 9 kg m hnliche aufgebaute Strukturen f r eine v llig andere Anwendung sind geosyntheti sche Tondichtungsbahnen GCL bzw CGB Sie enthalten ebenfalls eine minerali sche F llung zumeist Bentonit und dienen als undurchl ssige Auskleidungen f r Deponien Grundwasserschu
56. zu erreichen Dabei wurde Material mit unterschiedlicher Oberfl chenstruktur untersucht Art der Klettelemente Anzahl der Elemente Fl che usw Die Klettelemente unterscheiden sich insbesondere hinsichtlich der Form H kchen Pilz F r die vorliegenden Anwendungen ist die Pilzform besser geeignet als die H kchenform Im Aufbau analoge Varianten zur Pilzform sind Microplast Folien Das Prinzip beruht auf einer extrudierten Folie mit dreidimensionaler Microstruktur die eine d nne und hoch flexible Verbindung erm glicht s htto www binder biz range Tabelle 2 13 und Bilder 2 2 2 1 a bis c zeigen ausgew hlte Varianten und Struktur a Foliestreifen aus MICROPLAST b Draufsicht c Klettelement vergr ert Klettelement Bild 2 2 2 1 Muster MICROPLAST Folie Quelle http www binder biz Abschnitt 2 2 2 wurde ma geblich durch STFI erarbeitet Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 45 a Folienseite mit H kchen b Folienseite mit H kchen vergr ert dk rA EN gt EN SS Lage Tal f u ar RE ua A e EE Eege gemeng mn nie e BETT en a Da rn A Ka Bild 2 2 2 2 Klettband UM 866 Velcro Material Polypropylen Tabelle 2 13 Angaben zu ausgew hlten Klettfolievarianten nach 35 37 nung nn rial e gesamt Fl che in mente pro C cm SE 288 K rzere ee e e e e Typ2 25 445 Microplast PP h l ngeren exagonal EI ementen 342 Material mit Typ 3 25 4
57. 05 WITZEL M 2004 Zur Tragf higkeit und Gebrauchstauglichkeit von vorgefertigten Verdr ngungspf hlen in bindigen und nichtbindigen B den Schriftenreihe Geotechnik Universit t Kassel Heft 15 ZIENKIEWICZ O C 1971 The Finite Element Method in Engineering Science McGraw Hill London Stapelsichere geotextile Container Anhang Anlage Erg nzende Darstellung der Versuchsergebnisse Inhalt A 1 Rahmenscherversuche A 2 Modellversuch zur Nachbildung einer St tzkonstruktion A 3 Messergebnisse der Feldversuche A 3 1 Anwendung im Binnenwasserbau A 3 2 Anwendung im K stenschutz A 3 3 Anwendung im Erdbau Ma geblich erarbeitet durch die Universit t Kassel Fachgebiet Geotechnik AO Seite Ai A14 A21 A21 A25 A26 Stapelsichere geotextile Container Anhang A1 A Erg nzende Darstellung der Versuchsergebnisse A 1 Rahmenscherversuche Im Folgenden sind die Ergebnisse aller im Rahmen des Forschungsprojektes durch gef hrten Rahmenscherversuche dargestellt Die Angaben in den Spalten Vlies und Kletttypen beziehen sich auf die Bilder 2 4 3 und 4 in Abschnitt 2 4 3 2 DEE Jl es an 1 D sauber nicht ges ttigt sauber nicht ges ttigt EE 30 30 29 M 7 e Z i Z lt V V O F O 2 15 gt C L 3 3 D 10 o D i e MI E D 5 V2 02 F V3 0 A 5 10 15 20 A 5 10 15 20 Scherweg mm Scherweg mm
58. 1 ohne Klettstreifen b Modellversuch 2 mit Klettstreifen Bild 2 4 39 zeigt die horizontalen Verschiebungen f r beide Modellversuche Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 119 a 10 m 1 0 0 4375 0 125 0 6875 1 25 1 8125 2 375 2 9375 4 0625 A DUDU SE ID sl 4 625 5 1875 5 75 6 3125 6 875 7 4375 Bild 2 4 39 Numerisch ermittelte horizontale Verschiebung ux bei einer Auflast von 65 kN a Modellversuch 1 ohne Klettstreifen b Modellversuch 2 mit Klettstreifen ANMERKUNG Die in Bild 2 4 39 dargestellten horizontalen Verformungen sind nicht mit dem Faktor 4 multipliziert worden Ebenso sind die Verformun gen berh ht dargestellt Negative Zahlenwerte bedeuten eine Ver schiebung nach links und positive Zahlenwerte nach rechts In Bild 2 4 39 sind zwei unterschiedliche Bruchmechanismen deutlich erkennbar W hrend bei der St tzkonstruktion ohne Klettstreifen die Bruchfuge eindeutig zwi schen der ersten und zweiten Containerlage verl uft siehe Bild 2 4 39a wird sie bei der Verwendung von Klettstreifen unter die Konstruktion gedr ckt siehe Bild 2 4 39b Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 120 Bild 2 4 40 zeigt den Verlauf der Lastplattensetzung aus den Modellversuchen und den numerischen Berechnungen Bei den Messwerten aus dem Modellversuch wur den von den beiden Eckpunkten der Lastplatte die
59. 1 7 Prinzip der mechanischen Vliesverfestigung Vernadelungsverfahren flauschige Oberfl che Bild 2 2 1 8 Vernadelungszone Bsp Maschine Fa Dilo Es wurden Vliesstoffe mit insgesamt drei verschiedene Fl chenmassen Soll 200 g m 300 g m und 500 g m und mit jeweils bis zu drei verschiedenen Vernadelungsdichten je Fl chenmasse hergestellt F r alle Vliesstoffe wurde eine Faserfeinheit von 6 49 dtex verwendet Hergestellte Menge je Vliesstoffvariante ca 290 mz Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 34 Muster 1 300 g m sehr flauschig Wesentliche Parameter der Vernadelung Nadeltype 1 NM Nadeltype 2 NM Einstichdichte 1 NM Einstichdichte 2 NM Felting 15x18x32x3 5 Felting 15x18x36x3 84 cm 40 cm Die technischen Parameter des erstellten Vliesstoffs sind der folgenden Tabelle zu entnehmen Tabelle 2 4 bersicht zu den Vliesstoffparametern Muster 1 Masse pro 2 Fl cheneinheit DIN EN ISO 9864 283 g m Schichtdicke DIN EN ISO 9863 Zugfestigkeit Produktionsrichtung DIN EN ISO 10319 9 7 kN m Zugfestigkeitsdehnung Produktionsrichtung DIN EN ISO 10319 103 Zugfestigkeit Quer zur Produktionsrichtung Zugfestigkeitsdehnung quer zur Produktionsrichtung Stempeldurchdr ckkraft DIN EN ISO 12236 2 4 kN DIN EN ISO 10319 10 9 kN m DIN EN ISO 10319 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 35 Muster 2 300 om
60. 105 cm Die technischen Parameter des erstellten Vliesstoffs sind Tabelle 2 10 zu entnehmen Tabelle 2 10 bersicht zu den Vliesstoffparametern Muster 6 Te Masse pro Fischeneinh it DIN EN ISO 9864 495 g m Zugfestigkeit Produktionsrichtung DIN EN ISO 10319 25 0 kN m Zugfestigkeitsdehnung DIN EN ISO 10319 105 Produktionsrichtung Zugfestigkeit Quer zur DIN EN ISO 10319 54 7 kN m Produktionsrichtung Zugfestigkeitsdehnung Quer zur DIN EN ISO 10319 Produktionsrichtung Stempeldurchdr ckkraft DIN EN ISO 12236 7 0 kN Mit aus den Versuchen ausgew hlten Vliesstoffmustern aus den Versuchreihen bei Fa NAUE wurden im STFI textilphysikalische Pr fungen sowie Handversuche zu den Hafteigenschaften durchgef hrt Mit der Firma E amp M wurden durch STFI erste Schneidversuche und auf der Vliesraschelmaschine RS3 MSUS V des STFI Vorversuche unter Variation von Material und geometrischen Parametern durchgef hrt In Zusammenarbeit mit der Fa Gottlieb Binder GmbH amp Co KG und den weiteren Forschungspartnern wurde die Microplast Klettfolie Typ 025 445 f r die weiteren Arbeiten ausgew hlt Weitergehende Untersuchungen zum Haftverhalten erfolgten auf Klein sowie Gro rahmenscherger ten der Universit t Kassel siehe Abschnitt 2 4 3 2 Anhand Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 41 der Pr fergebnisse wurden die Hafteigenschaften unterschiedlicher Textilmuster bewertet und
61. 327 3 219 0 701 0 974 1 661 1 657 4 325 3 224 0 706 23 0 5 2 2 619 2 20 2 614 2 61 2 615 9 016 7 051 9 491 10 902 12 749 1 026 1 017 1 099 1 091 1 070 2 623 2 1724 2 611 2 169 2 616 9 021 1 054 9 521 10 900 12 747 1 029 1 021 1 095 1 094 1 072 ol aowlom n n n Ww n PIN Ka N N Su Stapelsichere geotextile Container Anhang A25 A 3 2 Anwendung im K stenschutz Tabelle A 4 und Bild A 10 zeigen die aufgenommenen Messwerte des Feldversu ches und die Lage Unter der untersten Containerlage wurden zus tzlich Eisenpin nen gelegt und diese ebenfalls messtechnisch erfasst Zwischen der Nullmessung und der 1 Messung lagen 5 Tage Container Container Container mit Klettstreifentyp 3 mit Klettstreifentyp 2 ohne Klettstreifen ei ei SS e6 Se e e 11 eg e5 e3 e 1 Eisenp 6 Eisenp 5 Eisenp 4 Eisenp 3 Eisenp 2 Eisenp 1 Bild A 10 Schematische Anordnung der Messpunkte in der Draufsicht der Konstruk tion Tabelle A 4 Messwerte der einzelnen Messpunkte f r die Nullmessung und 1 Messung Nullmessung nach Einbau 1 Messung 14 05 2009 19 05 2009 Co o o AA 9 x 2 o x an 6 151 484 154 140 150 709 151 478 154 142 150 702 8 151 579 156 879 150 651 151 567 156 878 150 641 9 150 585 159 388 149 857 150 580 159 385 149 854 A26 A 3 3 Anwendung im Erdbau In den Tabellen A 5 und AG sowie Bild A 11 sind die aufgen
62. 4 708 6 936 1 923 0 066 0 115 0 111 0 089 0 090 0 077 0 156 0 718 7 913 0 075 0 629 3 6 3 0 080 1 000 1 000 0 172 1 036 1 961 0 172 1 016 2 836 0 254 1 043 4 724 0 182 10 11 12 13 wu O AN N N N 0 160 0 144 0 199 0 886 0 175 1 046 0 209 1 211 0 148 1 979 0 470 1 898 0 787 2 090 0 812 2 092 0 864 2 041 0 783 1 979 0 805 2 075 0 780 1 805 0 772 1 736 0 631 1 789 0 650 1 932 0 958 15 16 17 1 891 1 863 15 717 14 544 0 449 0 763 1 966 1 971 1 883 1 962 1 673 1 661 1 717 1 874 10 931 9 978 8 053 6 258 4 326 3 225 1 636 1 974 0 847 0 788 0 779 0 760 0 740 0 609 0 632 0 929 20 24 29 26 2 055 0 896 2 751 1 171 2 725 1 087 2 848 1 089 2 746 1 182 2 915 1 157 2 720 1 164 2 674 1 136 2 668 1 058 2 616 2 132 2 636 2 1179 2 610 9 029 7 073 9 506 10 898 12 789 1 058 1 063 1 148 1 126 1 121 29 30 33 34 Stapelsichere geotextile Container Anhang A23 Tabelle A 2 Messwerte der einzelnen Messpunkte f r die 2 und 3 Messung in Metern 2 Messung 3 Messung 07 07 2008 14 07 2008 Dt Messpunkt Dags A N Dags A x x 0 916 16 099 0 139 0 898 16 108 0 197 1 123 0 992 0 906 0 586 0 560 0 958 13 903 12 793 11 156 1 898 3 633 0 961 0 119 0 138 0 073 0 064 0 130 0 077 1 130 13 881 0 047 0 905 11 134 0 107 0 964 0 918 0 145 10 11 0 881 0 934 0 779 0 858 1 164 1 892 1 855
63. 43 Microplast PA 0 19 0 35 170 eins Pilze h herer hexagonal Flexibilit t Da a e BE BEE Wee yp akenform richtungs BEN Bild 2 2 2 2 abh ngig Velcro ULTRA 137 Klettwirkung Typ5 UM 866 MATE 2 Streifen Hakenform richtungs aufeinander geklebt EIP 2 2 2 2 abh ngig Gelee 288 doppelseitig klet 06 Pilze wenige lange Typ7 25 442 Microplast E Kietielem nle richtungsabh n Velcro ULTRA 116 58 We CFM 42 MATE 23 Hakono gig im Versuch 3008 ep schwer doppelseitig Bild 2 2 2 2 verarbeitbar auch PE m glich Artikel Nr 14445 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 46 Die Microplast Verbindungselemente nach Tabelle 2 13 haben eine hexagonale Pilzform s Bild 2 2 2 1c Die bliche Lieferbreite dieser Microplast Klettfolierollen betr gt angepasst an die bisherigen Einsatzgebiete 410 mm bzw 230 mm Artikelnummer 25442 Standardmaterial ist Polypropylen je nach Artikel werden auch Polyester und Polyamid angeboten Des Weiteren wurde die Verwendung eines h her flexiblen Microplast Klettbandes gepr ft Binder Microplast 25443 aus PA Scher und Haftversuche mit Verbundstoffen unter Verwendung dieses Materials ergaben ein gutes Haftverm gen Allerdings traten beim Prinzipversuch zur Verarbeitung Sch digungen durch den Einstich der Wirknadeln auf was zur Verminderung der Zugfestigkeit der Klettb ndchen f hrte In die Voruntersuchungen wurde au erdem Versuchs
64. 71 5274 151 E Mail stfi tcc chemnitz de Universit t Kassel Fachgebiet Geotechnik M ncheberagstr 7 34125 Kassel Tel 05 61 804 26 30 Fax 05 61 804 26 51 E Mail geotech uni kassel de Wittfeld GmbH Hansastra e 83 49134 Wallenhorst Tel 49 5407 5010 Fax 49 5407 501 239 E Mail info wittfeld eiffage de NAUE GmbH amp Co KG Gewerbestra e 2 32339 Espelkamp Fiestel Tel 0 57 43 41 0 Fax 0 57 43 41 240 E Mail info naue com HEINRICH HIRDES GmbH Alter Hafen Nord 210 18069 Rostock Tel 49 0 381 811 28 00 Fax 49 0 381 811 28 19 E Mail hh rostock heinrichhirdes de E amp M Eichler und Meurers Industrietechnik GmbH Berbisdorfer Str 113 09123 Chemnitz Germany Tel 037 209 69 292 Fax 037 209 69 293 E Mail mail em industrie de Flexitex GmbH Kleinolbersdorfer Str 5a 09573 Augustusburg Tel 037 291 20 234 Fax 037 291 20 235 E Mail info flexitex de Colcrete von Essen GmbH amp Co KG Spezial Wasserbau und K stenschutz Am Waldrand 9c 26180 Rastede Tel 49 4402 97 87 0 Fax 49 4402 97 94 8 E Mail info colcrete von essen de Danksagung Wir danken dem Bundesministerium f r Bildung und Forschung f r die F rderung des Verbund Forschungsvorhabens Nr 01 RI 05251 bis 01 RI 05251 Dar ber hinaus gilt unser Dank dem Deutschen Zentrum f r Luft und Raumfahrt e V Bonn f r die Hilfe und Unterst tzung w hrend der Projektbearbeitung W
65. Bild A 1 Lagenweise Verschiebung der St tzkonstruktion bei Modellversuch 1 Schnitt 1 a Lageverschiebung u ber die Konstruktionsh he z b Rela tivverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z Stapelsichere geotextile Container Anhang o e PP OQO o hi Konstruktionsh he z m 4 8 12 16 20 24 Lageverschiebung u cm Nullmessung 10 kN 50 kN 65 kN ca 75 kN 95 kN 1 Wiederbelastung ca 100 kN 105 kN 2 Wiederbelastung 115 kN ca 120 kN o o AA OQO MO Konstruktionsh he z m A15 Fae ban EE EE Messer Relatiwerschiebung We u emt Bild A 2 Lagenweise Verschiebung der St tzkon struktion bei Modellversuch 2 Schnitt 1 a Lageverschiebung u ber die Kon struktionsh he z b Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z A16 a 80 ea er Se Tree Fa u 80 _ Abscherung zwischen j i gt WW Lage und 2 d W F 60 i vo Sea ec Erh hung der x90 x90 Abscherung nach gt 40 d 40 Wiederbelastung _ 2 Lage 10 2 i i 830 Dez San Lage 10 e ge em Lage 7 Ge 20 Lage 5 6 z 20 A gt g Lage 5 6 104 en 10104 Lage 2 3 Lage 1 Lage G 0 0 0 05 1 15 2 25 3 0 1 2 3 4 5 Relativverschiebung u cm Relativverschiebung u cm b 80 gerine Abscherung 120 J0 o O 100 oz De S Zon SZ x
66. Gemeinsamer Schlussbericht zum Verbundprojekt Innovative stapelsichere geotextile Container Gef rdert durch das Bundesministerium f r Bildung und Forschung Projekttr gerschaft Deutsches Zentrum f r Luft und Raumfahrt e V Bonn Teilvorhaben 1 F rderkennzeichen 01 RI 05251 S chsisches Textilforschungsinstitut e V an der Technischen Universit t Chemnitz Teilvorhaben 2 F rderkennzeichen 01 RI 05252 u Universit t Kassel Fachgebiet Geotechnik NV Teilvorhaben 3 F rderkennzeichen 01 RI 05253 WITTFELD GmbH eg Teilvorhaben 4 F rderkennzeichen 01 RI 05254 NAUE GmbH amp Co KG Teilvorhaben 5 F rderkennzeichen 01 RI 05255 Heinrich Hirdes GmbH Teilvorhaben 6 F rderkennzeichen 01 RI 05256 E amp M Eichler und Meurers Industrietechnik GmbH Eichler amp Meurers Teilvorhaben 7 F rderkennzeichen 01 RI 05257 f i Flexitex GmbH e xitex Teilvorhaben 8 F rderkennzeichen 01 RI 05258 Colcrete von Essen GmbH amp Co KG 8 Seit 1860 Colcrete von Essen t Spezi Wasserbau t spezial vvass I K stenschutz Chemnitz im November 2009 Partner des Verbundprojekts Teilvorhaben 1 Projektkoordination Teilvorhaben 2 Teilvorhaben 3 Teilvorhaben 4 Teilvorhaben 5 Teilvorhaben 6 Teilvorhaben 7 Teilvorhaben 8 S chsisches Textilforschungsinstitut e V STFI an der Technischen Universit t Chemnitz Postfach 13 25 09072 Chemnitz Tel 0371 5274 0 Fax 03
67. H u Co KG im Spezialgebiet Binnenverkehrswasserbau und Strombauma nahmen ohne Tideeeinfluss genutzt werden Schifffahrtsstra en Wasserbauwerke in Kan len und Fl ssen sowie Planung und Ausf hrung von Wasserbauprojekten Das Unterneh men verf gt ber einen umfangreichen Ger tepark darunter eine Vielzahl schwim mender Arbeitseinheiten Die Heinrich Hirdes GmbH ist ein bedeutendes deutsches Wasserbauunternehmen mit jahrzehntelanger Erfahrung Im Projekt sollen das Know how im Hauptkompe tenzfeld K steningenieurwesen und Seehafenbau mit Tideeinfluss und unter See gangsbedingungen sowie die daf r verf gbare hoch entwickelte Wasserbauger te technik genutzt werden Die Projektarbeiten werden in Kooperation durch die kompetente Firma BBG Bau beratung Geokunststoffe begleitet BBG ber t seit ihrer Gr ndung 1998 planende Ingenieurb ros Beh rden und ausf hrende Firmen bei Bemessung Auswahl und Anwendung von Geokunststoffen im Erd Stra en Gleis und Verkehrswegebau Tunnel Wasser und Deponiebau sowie im Grundwasserschutz Als Fachberater arbeiten Bauingenieure der BBG bereits seit 1981 auf dem Gebiet Geokunststoffe sowie sind in den Fachaussch ssen Ak 5 1 Geokunststoffe in der Geotechnik und im Wasserbau und Ak 6 1 Geotechnik der Deponien und Altlasten der DGGT e V AA 5 15 Anwendung von Geotextilien und Geokunststoffen im Stra enbau der FGSV sowie in verschiedenen Geokunststoff Normungsaussch ssen aktiv t tig
68. Klett S Bild 2 5 9 Relativverschiebung Au einzelner Con r BEEN tainer aufgetragen ber den Messzeit 0 10 20 30 gg aum Zeit Tage Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 128 Es f llt auf dass die Verschiebungen nach zwei bis drei Tagen abgeklungen sind Obwohl die Konstruktion durch die Tide beeinflusst wird treten keine weiteren Ver schiebungen im Messzeitraum auf Das Bef llen der Container und das Vern hen der F ll ffnung bereiteten keine Prob leme Der Verschlei der N hmaschinen und der Bruch der N hnadeln waren im be kannten blichen Rahmen Die Praxistauglichkeit der Container mit Klettstreifen wird jedoch noch als schwierig angesehen da diese aufgrund der verlierenden Klettwir kung bei Stapelung nicht per Schiff im gef llten Zustand zum Einbauort transportiert werden k nnen Das Abdecken einzelner Container oder Containerlagen zum Schutz der Klettstreifen durch Folien etc wird durch die dadurch entstehende M ll problematik gerade auch im maritimen Bereich als nicht zielf hrend angesehen 2 Vorteile f r Container mit Klettstreifen werden gesehen wenn diese direkt nach dem F llvorgang ohne Transportwege eingebaut werden k nnen 2 5 3 Anwendung im K stenschutz 2 5 3 1 Versuchsdurchf hrung Die Feldversuche zum Wasserbau unter Tideeinfluss und Seegangsbedingungen zur Anwendung im K stenschutz wurden von der Fa Heinrich Hirdes GmbH durchge f hrt Da
69. MIDT M L CRABTREE B BAGBY R M TRAINER E Dewatering sewage sludge and hazardous sludge with geotextile tubes Geosynthetics State of the art Recent developments Seventh International Conference on Geosynthetics Nice France 22 27 September 2002 Proceedings p 1007 SAATHOFF F Geotextile sand containers in hydraulic and coastal engineering German experiences Geosynthetics State of the art Recent developments Seventh International Conference on Geosynthetics Nice France 22 27 September 2002 Proceedings p 1141 YEE T W Construction of underwater dykes using geotextile containment systems Geosynthetics State of the art Recent developments Seventh International Conference on Geosynthetics Nice France 22 27 September 2002 Proceedings p 1161 RAITHEL M KEMPFERT H G KIRCHNER A Geotextile encased columns GEC for foundation of a dike on very soft soils Geosynthetics State of the art Recent developments Seventh International Conference on Geosynthetics Nice France 22 27 September 2002 Proceedings p 1025 SEEGER M Schlauchtextilien f r technische Anwendungen Bericht 54 98 STFI 1998 SEEGER M ARNOLD R MARTINI J KEMPFERT H G B HM F MATTHESS J BOHME G Entwicklung von Bewehrungs und Verankerungsdr ns Dochtdr ns aus textilem Abfallmaterial vti aktuell 1 2004 S 13 14 SEEGER M Grundlagenuntersuchungen Technische Textilien Der Forschungsbedarf
70. Meurers E amp M 7 form of publication Eichler und Meurers Industrietechnik GmbH Carmen Uhlmann Flexitex GmbH final report 8 performing organization s name address 9 originator s report no Project management for the joint project and the final report by S chsisches Textilforschungsinstitut e V an der Technischen Universit t Chemnitz 10 reference no Annaberger Stra e 240 09125 Chemnitz a Tel 0371 52 74 0 Fax 0371 52 74 153 E Mail stfi stfi de Eee with the collaboration of all partners 185 12 sponsoring agency name address 13 no of references 60 Bundesministerium f r Bildung und Forschung BMBF 14 no of tables 53170 Bonn 27 15 no of figures 157 16 supplementary notes 17 presented at title place date 18 abstract Inspite of their great innovative potential up to now the usage of geotextile containers has been limited in civil and hydraulic engineering applications This is due to their smooth and slippery surface causing restrictions in stacking ability and positional stability Aim of the project was to eliminate these disadvantages by developing a scientific and technical basis and principal solutions for innovative geotextiles The idea was to use the principle of Velcro fasteners and integrating both parts of the closure already during the manufacturing process In the frame of the project investigations were carried out into several textile manufacturing processes and
71. Mittelwerte in Bild 2 4 40 darge stellt W hrend die numerischen Ergebnisse der Lastplattensetzung an der vorderen Lastplatte zur St tzkonstruktion hin ann hernd deckungsgleich verlaufen sind im hinteren Bereich gewisse Abweichungen erkennbar a b 0A 0A 10 10 E JE d a 20 E 20 D TI o 30 Lastplatte 0 Lastplatte 7 T A vorne SS A vorne p 40 hinten 7 a 40 D hinten 7 50 FEM 4 gt 50 7 FEM 4 Modellversuch Modellversuch 60 60 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 Laststufe kN Laststufe kN Bild 2 4 40 Vergleich der numerischen Berechnung mit den Messergebnissen der Lastplattensetzung ou ber die Laststufen a Modellversuch 1 ohne Klettstreifen b Modellversuch 2 mit Klettstreifen Bild 2 4 41 zeigt einen Vergleich zwischen den horizontalen Erddruckspannungen aus den numerischen Berechnungen und den Messergebnissen der Modellversuche ANMERKUNG Die in Bild 2 4 41 dargestellten horizontalen Erddr cke geben den mittleren Wert jeder Laststufe an Von daher sind geringf gige Ab weichungen zu Bild 2 4 28 m glich Zusammenfassend kann festgehalten werden dass anhand der vorgestellten FEM Analyse eine Abbildung der durchgef hrten Modellversuche und eine weitergehende Untersuchung m glich ist Dennoch mussten einige Vereinfachungen getroffen wer den bei denen zum Teil physikalisch nicht nachvo
72. Schussrichtung ermittelt Bilder 2 2 43 und 44 Es handelt sich um Beispielwerte f r das spezifische Versuchsmuster Durch anderen Materialeinsatz z B PES hf k nnen die Festigkeits und Dehnungseigenschaften H chstzugkraft wesentlich beeinflusst werden 4000 f 3000 i E s d S j B 2000 f S Y i S l Z d 1000 HI M 0 l m 0 50 100 150 200 250 Dehnung in Bild 2 2 43 Kraft Dehnungs Verhalten Gewebemuster 3 und 3V durchgehende Kurve in Kettrichtung Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 0 2000 Standardkraft in N 4 fi ne a a 100 150 Dehnung in Bild 2 2 44 Kraft Dehnungs Verhalten Gewebemuster 3 3V in Schussrichtung Der Vergleich der Festigkeitswerte zeigte f r die gepr ften Muster mit und ohne Klettfaden keinen signifikanten Unterschied in der H chstzugkraft durch den Einfluss des Klettfadens In Auswertung der mit den unterschiedlichen Materialien durchgef hrten Webversu che kann festgestellt werden dass das Gewebe nach Versuch 3 in seiner Konfigura tion der Zielstellung des Projektes am meisten entspricht Auf Grund der maschinen spezifischen Gegebenheiten der Rundwebmaschine max Breite des Schlauch gewebes 85cm doppelt flachgelegt ist es unwirtschaftlich und wegen einer Dehnung des Gewebes l ngs und quer von unter 30 auch funktional ung nstig diese Klein container im Unterwasserbau einzusetzen Erfolgversprechendere Anw
73. Sonneneinstrahlung z B Afrika Australien Mittlerer Osten einen entscheidenden Faktor f r die Dauerhaftigkeit des Materials dar Treffen UV Strahlen auf ein Polymer so wird die Polymerkette durch eine photochemische Reaktion in Teile gespalten wodurch das Material seine Fes tigkeit verliert und br chig wird Die Bestrahlung wird in kLy kilo Langley gemessen Diese Einheit gibt die Energiebestrahlung eines cm pro Jahr an In Deutschland liegt dieser Wert zwischen 80 und 100 In Afrika werden ber 200 kLy erreicht Die Pr fung findet mit Hilfe einer MBTF Lampe statt bei der die Container einer intensiven UV Strahlung von 672 Stunden ausgesetzt werden Dieses ist quivalent zu einer Langzeitbelastung von ca 10 Jahren Nach Versuchsdurchf hrung wird das Materi alverhalten berpr ft Die Zugfestigkeit sollte mindestens 80 des Ausgangswertes aufweisen Weitere Informationen sind Restall et al 2004 zu entnehmen Weitere Informationen und Hinweise zur Bemessung von Containern sind in Hei baum et al 2008 gegeben Es liegen keine Kenntnisse ber systematische Untersuchungen zur Erh hung der Verbundwirkung der Container mittels Klettstreifen vor 2 4 3 Untersuchungen zum Verhalten der Container im Verbund 2 4 3 1 Allgemeines Um das Verhalten der Container im Verbund zu untersuchen wurden Scherversuche an unterschiedlichen Proben und unter Ber cksichtigung unterschiedlicher Randbe dingungen durchgef hrt Des Weiteren wu
74. Typ 2200 AS in Form er ner Doppelstichnaht verschlossen Die Container bei Versuch 2 waren mit dem Klettstreifentyp 1 ausger stet und der Abstand der Klettstreifen zueinander betrug 15 cm Der h here Verbundspannungen erzielende Klettstreifentyp 3 und der dop Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 103 pelseitige Klettstreifentyp 6 standen zum Zeitpunkt der Versuchsdurchf hrung noch nicht zur Verf gung Die Neigung der Konstruktion gegen ber der Horizontalen be trug 80 Unterhalb der Konstruktion wurde eine 20 cm m chtige Sandschicht angeordnet wodurch eine wirklichkeitsnahe Bettung der Container erzielt worden ist Die Errich tung der St tzkonstruktion erfolgte lagenweise Dabei wurde je eine Containerschicht per Hand gelegt und mit Sand verf llt Generell verhielten sich die Container mit Klettstreifen beim Einbau formstabiler als Container ohne Klettstreifen Insgesamt wurden 10 Containerlagen angeordnet Zur Hinterf llung wurde die Rieseltechnik verwendet bei der bei einer Fallh he von 60 cm eine dichte Lagerung von im Mittel D 0 8 erzielt werden konnte Informationen zur Rieseltechnik sind Vaid Negussey 1984 oder Cudmani 2001 zu entnehmen Die Bodenkenngr en des verwende ten Modellsandes sind in Heitz 2006 und Witzel 2004 angegeben Die Belastung des Systems erfolgte durch eine hydraulische Presse mit einer quad ratischen Lastplatte A 1 12 m Eine Prinzipdarstellung und An
75. V 104 Scherspannungs Scherweg Diagramme f r saubere und verunreinigte sowie nicht ges ttigte Zust nde a ohne Klettstreifen und Klettstreifentyp 2 b Klettstreifentyp 3 Ein Vergleich der Versuche V 9 und V 23 saubere bzw verunreinigte Probe jeweils ohne Klettstreifen zeigt dass sich generell aufgrund der Verunreinigung eine h here Scherspannung einstellt Allerdings l sst sich auch bei den Versuchen V 24 und V 88 ein deutlicher Tragf higkeitsverlust aufgrund der Verunreinigung erkennen W hrend bei Klettstreifentyp 2 bei Verunreinigungen keine Wirksamkeit mehr fest gestellt werden kann kann bei Klettstreifentyp 3 noch eine geringe und bei Klettstrei Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 95 fentyp 6 eine deutliche Wirksamkeit erkannt werden die jedoch unter den Ergebnis se der nicht verunreinigten Proben liegt In Bild 2 4 17 sind die Ergebnisse f r verunreinigte und zus tzlich ges ttigte Proben dargestellt a b 28 m 120 24 a Ge S g 100 Z 20 Z 8 x S CG 80 gt I gt F I d 16 D i 7 3 DU S 127 S Sr SZ 40 D 8 E O l fi 5 18 OU A _ H dp 20 l 7 0 p d 0 0 5 10 15 20 O 5 10 15 20 25 Scherweg mm Scherweg mm sauber n ges ttigt ohne Klett V 9 sauber n ges ttigt Kletttyp 3 V 82 verunreinigt n ges ttigt ohne Klett V23 verunreinigt n ges tti
76. Vorzugsvarianten f r die weiteren Arbeiten ausgew hlt Versuche zur Vliesstoffentwicklung Feldtests Parallel zu den vorbereitenden Arbeiten zur Erprobung der stapelbaren Container in Projekten im K stenwasserbau wurden bei Fa NAUE umfangreiche Versuchsmengen an Vliesstoffrollen hergestellt Als Grundlage f r die Festlegung der technischen Parameter dienten die Erkenntnisse der Vorversuche zur Verarbeitung sowie Labortests bei den verschiedenen Partnern STFI Flexitex UNI Kassel Als erste Variante f r die Feldtests wurden der Krempelstra e K6 insgesamt 46 Vliesstoffrollen erstellt Der Vliesstoff wurde von einer Seite mit der Standardeinstellung von der anderen Seite weniger stark vernadelt um eine besonders flauschige und hoch klettf hige Oberfl che Containerau enseite zu erreichen Die Ware wurde in einer Breite von 6 20 m produziert und im Anschluss auf Grund der Arbeitsbreie des N hwirkmaschinen Vresuchsstandes im STFI auf eine Breite von 0 68 m geschnitten F r die Produktion der Vliesstoffe wurde die Faserfeinheit 5 77 dtex eingesetzt Wesentliche Parameter der Vernadelung Nadeltype 1 NM Felting 15x18x32x3 5 Nadeltype 2 NM Felting 15x18x36x3 Einstichdichte 1 NM 225 cm Einstichdichte 2 NM 83 cm Die technischen Parameter der erstellten Rollen sind Tabelle 2 11 zu entnehmen Die produzierten Mengen wurden in Kooperation von STFI und Flexitex zu Containern mit und ohne Klettb ndern verarb
77. ainern kann mit verzinkten Klammern gearbeitet wer den Wird eine Best ndigkeit ber viele Jahre gefordert oder sollen die Container im Dauereinsatz unter Wasser verwendet werden m ssen Klammern aus Edelstahl eingesetzt werden Dies ist jedoch nur bei sehr gro en St ckzahlen wirtschaftlich da Edelstahlklammern nur in Gro gebinden lieferbar sind Die Feldversuche wurden Anfang Mai 2009 auf dem Sp lfeld Drigge des WSA Stral sund durchgef hrt Da die Anzahl der zu bef llenden Container relativ gering war wurde die Bef llanlage der Firma Colcrete von Essen GmbH amp Co KG siehe Ab schnitt 2 5 2 1 die gerade in der N he eingesetzt war zur Bef llung der Container verwendet Zun chst wurde ein Dehnungstest mit dem noch nicht im Feldversuch eingesetzten Klettstreifentyp 3 siehe Abschnitt 2 4 3 2 1 durchgef hrt siehe Bild 2 5 14 Bild 2 5 14 Dehnungstest mit Klettstreifentyp 3 Das Verhalten dieser Container war deutlich besser als das der Container mit dem Klettstreifentyp 2 siehe Abschnitt 2 5 2 1 Es war kein Rei en der N hte der Klett streifen feststellbar d h dieser Klettstreifentyp 3 wies ein gr eres Dehnungsverm gen auf als der Klettstreifentyp 2 Die Dehnung des Containers lag bei ca 55 Das F llmaterial war vergleichbar wie im Feldversuch nach Abschnitt 2 5 2 1 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 134 F r den Feldversuch wurde eine Dammkonstruktion geplant
78. al 2000 als Buhnenbauwerke McClarty et al 2006 oder als k nstli che Riffe oder Wellenbrecher Jackson Hornsey 2003 verwendet Erg nzend ist eine Verwendung als St tzkonstruktion denkbar welches in Abschnitt 2 4 3 3 weiter untersucht wird Es sind Volumina von kleinen Hands cken ber mehrere Kubikmeter bis hin zu 1000 m bei den geotextilen Schl uchen m glich siehe Pilarczyk 1997 Abschnitt 2 4 wurde ma geblich durch die Universit t Kassel erarbeitet Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 81 Zur Bemessung eines Containers oder eines Bauwerks aus Containern sind keine allgemeing ltigen Vorgehensweisen bekannt Die Stabilit t eines Containers h ngt haupts chlich vom Verformungsverhalten jedes einzelnen Containers der Span nungsverteilung und der Bewegung der einzelnen Sandk rner im Container dem F llgrad und dem Verbundverhalten der Container zueinander ab siehe Re cio Oumeraci 2005 Aufgrund fehlender allgemeing ltiger Formeln sollte die Bemessung projektbezogen erfolgen Im Folgenden sind die wichtigsten Erkenntnisse aus der Literatur zusam mengefasst Der optimale F llungsgrad der Container betr gt ca 80 siehe Oumeraci et al 2002 Sowohl bei gr eren oder geringeren F llungsgraden reduziert sich die Sta bilit t der Container Ein zu geringer F llungsgrad erleichtert Umlagerungseffekte des F llmaterials da die Containerh lle das Material nicht stark g
79. ale Kontaktfl che aufgrund eines optimalen F llungsgrades zu erkennen ist Die Bilder 2 5 1b und d stellen bei den jeweiligen F llungsgraden die qualitativ m glichen Kontaktfl chen bei berlappung dar Nach dem F llvorgang werden die Container mit N hten oder Klammern verschlos sen siehe auch Abschnitt 2 5 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 82 F llgrad der Container gt 80 F llgrad der Container ca 80 Kontaktfl che a Geringe Anpassung der Container Maximale Anpassung an Nachbar an die Nachbarelemente elemente und gro e Kontaktfl chen b d Geringe Steigerung der Stabilit t Maximale Stabilit t durch gro e durch berlappung Kontaktfl chen und hoher berlappung Bild 2 4 1 berlappung und Anpassungsf higkeit der Container in Abh ngigkeit des F llgrades nach Oumeraci et al 2002 Als F llmaterial ist bei den in der Literatur dokumentierten Bauvorhaben ein Sand mit einer Dichte pa zwischen 1 4 und 2 0 g cm verwendet worden siehe Bezuijen et al 2004 Das F llmaterial muss auf die Durchl ssigkeit des Geokunststoffes abge stimmt sein Nach Restall et al 2004 erh ht sich die Stabilit t einer Containerstruk tur je schneller das Wasser daraus drainieren kann Die Durchl ssigkeit sollte min destens 10mal h her sein als das F llmaterial des Containers Beachtet werden muss dabei aber dass der Geokunststoff sich im eingebauten Zustand zuschl m men und somit di
80. amit der Verbundeffekt zwischen Klettstreifen und Vliesstoff erst im eingebauten Zustand genutzt wird Dadurch entsteht allerdings Mehraufwand Ein weiterer Teil der planerischen T tigkeit lag in der Entwicklung einer f r Container zweckm igen Bef llanlage da die ersten F llversuche mit Mustercontainern erge ben haben dass die bisher f r konventionelle Container eingesetzte Bef lltechnik nur unzureichend geeignet ist Schematisch ist die neu entwickelte Anlage im Bild 2 5 10 erkennbar Die Entwicklung dieser Anlage wurde abgeschlossen und die Konstruktionsunterlagen bis zu den Werkstattzeichnungen fertig gestellt Dabei wur de Wert darauf gelegt dass in der Anlage die Container beim Bef llen und Ver schlie en nicht miteinander in Ber hrung kommen und m glichst relativ hohe St ck zahlen gefertigt werden k nnen Mit der Karussell Bef llanlage wird dies erreicht werden Diese Anlage wurde in den Investitionsplan der Firma Heinrich Hirdes aufgenom men Es wurden Angebote f r die Herstellung einer solchen Anlage eingeholt und eine Entscheidungsgrundlage f r die Gesch ftsf hrung erarbeitet Bei einem ent sprechenden Bedarf f r eine konkrete Bauma nahme kann umgehend eine Bestel lung ausgel st werden Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 130 Draufsicht Kratzbandf rderer entraldrehs ule Schnitt A an Greifer Z t Rollband Schnitt B B Rollband ER
81. arbeiten aber ebenso f r die Aufbewahrung und Absonderung von kontaminiertem Boden wie er beim Nassbag gern in H fen anf llt Derartige Geocontainer haben ein Volumen bis 1000 m Sand Sie werden teilweise vorgefertigt indem ein Geotextil in der gew nschten Form einer Klappschute angepasst abgen ht wird Bild 2 In der Schute wird der Geo container mit Sand gef llt mit einer Spezialnaht verschlossen und auf den Gew s sergrund oder andere Geocontainer abgeworfen Bild 1 3 Klappschute mit Geotextilcontainer Foto NAUE 5 Geokunststoffe werden im gesamten Wasserbau verwendet um die Sicherheit und Langlebigkeit von Bauwerken zu erh hen und fehlende Funktionen zu erf llen 6 So werden sandgef llte S cke und Schl uche in K stenbauwerken z B f r Buh nen zur Vermeidung weiterer Auskolkungen oder zur Sohlensicherung eingebaut Beim Aus und Neubau von Flie und Staugew ssern bernehmen Geokunststoffe vielf ltige Aufgaben geotextile Container und Schl uche stabilisieren dabei den Str mungsverlauf und werden f r den Kolkschutz eingesetzt Ein Beispiel sind Ter rafix Soft Rock Vliesstoffcontainer die als Erosionsschutz eingesetzt werden wenn extreme Str mungsgeschwindigkeiten vorherrschen oder bereits vorhandene Auskolkungen schnell und dauerhaft sicher aufgef llt werden m ssen Obwohl Vliesstoffe h here Reibungswinkel untereinander als zum Beispiel Gewebe aufwei sen sind weitere Verbesserungen notwendig um
82. auweisen geschlossen wird Gleichzeitig wurde in Modellversuchen zur Stabilit t von geotextilen Sandcontainern als Kolkschutz f r Offshore Windkraftanlagen festgestellt dass je h her die F llrate ist desto besser ist das Widerstandsverhalten gegen Umlagerung des Sandcontainers 30 Alle Untersuchungen wurden mit Sandcontainern aus mechanisch verfestigten Vliesstoffen durchgef hrt Des Weiteren erfolgen im Rahmen des Forschungszentrums K ste weitere Publikationen zum Stabilit tsverhalten geotextiler Sandcontainer 31 bis 34 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 29 2 1 4 Vorbetrachtungen zu den technischen Anforderungen Aus Untersuchungen zu den spezifischen Anforderungsprofilen an den textilen Ver bundstoff und die Container nach den Anwendungsgebieten ist Folgendes zu beachten Die Bedingungen der im Projekt vorgesehenen Einsatzf lle unterscheiden sich insbe sondere hinsichtlich des Handlings Ausgegangen wird dabei im Projekt von Anwen dungen der Geocontainer in Geotechnik Erd und Verkehrswegebau im Binnenwasserbau ohne Tideeinfluss im K stenschutz mit Tideeinfluss bzw unter Seegangsbedingungen Wichtig ist der Kostenfaktor Derzeit werden im Verkehrswege Stra enbau noch keine Container eingesetzt F r dieses Einsatzgebiet k nnen mehrere Containergr en in Betracht gezogen werden aus Bau und Kostengr nden wird aber auf ein m glichst gro es Volumen orientiert
83. bei gestaltete sich die Bereitstellung eines geeigneten Erprobungsteldes als au ergew hnlich schwierig Es wurden umfangreiche Gespr che mit mtern poten zieller k nftiger Nutzer von Containern mit Klettstreifen aus den Bereichen K sten schutz Bundeswasserstrassen und H fen gef hrt um ein geeignetes Erprobungs feld auszuw hlen Genehmigungsrechtliche H rden lie en fast alle ausgew hlten Standorte trotz guten Willens aller einbezogenen mter scheitern Erst im 2 Halbjahr 2008 konnte das Wasser und Schifffahrtsamt Stralsund gewonnen werden das Sp lfeld Drigge Insel R gen f r die Feldversuche zur Verf gung zu stellen Zwar war dies nicht der optimale Standort f r derartige Versuche jedoch gab es hier die geringsten genehmigungsrechtlichen Probleme Eine M glichkeit dieses Problem zu l sen k nnte in der Verwendung bei der Herstellung aufgen h ter schnell abbaubarer bzw sich aufl sender Abdeckmaterialien bestehen so dass der Kletteffekt erst nach dem Einbau wirkt Hierzu sind jedoch grundlegende Untersuchungen notwendig Abschnitt 2 5 3 wurde ma geblich durch die Fa Heinrich Hirdes GmbH unter Einbeziehung der Uni versit t Kassel Fachgebiet Geotechnik erarbeitet Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 129 Aufgrund der schlechten Witterungsbedingungen war das Versuchsfeld nicht mehr mit schwerem Ger t befahrbar Daher konnten die Versuche nicht im Herbst 2008 durchgef hrt
84. bilden auch wenn die darin gew hlten Parameter physikalisch unrealis tisch sind Lastplatte und Auflast CEET EE EEN geotextile EIER Container KUN Az SS UN Se AT ER I LIU N SA H he der St tzkon struktion z Ku u E Bild 2 4 33 Zweidimensionales numerisches Modell Zielf hrend war nun wie in Bild 2 4 34 dargestellt zwischen den einzelnen Contai nerlagen 2 mm hohe Kontinuumselemente einzuf hren denen unterschiedliche Stoffgesetze zugeordnet worden sind Die anzugebenden Parameter wurden ent sprechend der Verwendung eines Klettstreifens modifiziert siehe Tabelle 2 5 3 Geokunststoffelemente geogrids Ausschnitt Bild 2 4 34 Simulation der Container und der Klettstreifen Alle verwendeten Boden und Materialkenngr en sind in Tabelle 2 5 3 zusammen gefasst F r die Durchf hrung der Berechnung wurde analog zu den in Abschnitt 2 4 3 3 be schriebenen Modellversuchen die gleichen Laststufen gew hlt mit denen das Sys tem belastet worden ist Die numerischen Berechnungen erfolgten jeweils bis zum Ende des 1 Belastungsvorgangs Um gro e Verzerrungen einzelner Elemente zu vermeiden wurde die Berechnung mit der Option Updated Mesh durchgef hrt Dabei Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 115 wird bei jeder Berechnung das FE Netz und die Steifigkeitsmatrix aktualisiert sodass der Einfluss der Netzverform
85. cher Lageplan f r die Anordnung der Container und der Vermessungspunkte Das Bef llen der Container erfolgte mit einer F llanlage dargestellt in Bild 2 5 2 Da zu wurden die leeren Containerh llen an der Maschine befestigt und mit einem F ll grad von ca 80 bef llt Als F llmaterial wurde ein Grubensand mit einer K rnung von 0 bis 2 mm verwendet Das Verschlie en der Container erfolgte manuell mit ei ner Handn hmaschine der Fa Union Special Typ 2200 AS Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 124 a EEBEEEBE E Bild2 5 2 a F llanlage b Bef llung eines Containers Es wurde jedoch bei der Bef llung der Container mit Klettstreifen ein teilweises L sen der Klettstreifen festgestellt Diese Erscheinung verst rkte sich w hrend des Transportes von der F llstation zum Zwischenlager Au erdem platzten bei mehreren Containern aus flauschigem Vliesstoff mit Klett streifen die Seitenn hte bei der Verf llung bzw beim Transport auf siehe Bild 2 5 3 a t u Bild 2 5 3 a Abgerissene Klettstreifen nach dem F llvorgang b Aufgerissene Seitenn hte Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 125 Der Transport der Container erfolgte einzeln per Radlader Zus tzlich wurden die Container einzeln gelagert um die Wirksamkeit der Klettstreifen zu erhalten Dieses Vorgehen ist jedoch noch verbesserungsf hig da die Lagerung und der Transport
86. cherspannungs Scherweg Diagramm f r ausgew hlte Klettstreifentypen zur Demonstration der Wirksamkeit Bild 2 4 6 a Scherspannungs Scherweg Diagramm f r unterschiedliche Vliese b Ausgerissene Fasern am flauschigen Vlies Bild 2 4 7 Scherspannungs Scherweg Diagramm f r Gewebe Bild 2 4 8 Scherspannungs Scherweg Diagramm f r die Klettstreifentypen 1 bis 3 und 6 Bild 2 4 9 W hrend der Schervorg nge in Nahtl ngsrichtung gerissener Klettstreifentyp 3 wie in Bild 2 4 9a unterhalb des Klettstreifens ersichtlich sind die N hte intakt Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht Bild 2 4 10 Bild 2 4 11 Bild 2 4 12 Bild 2 4 13 Bild 2 4 14 Bild 2 4 15 Bild 2 4 16 Bild 2 4 17 Bild 2 4 18 Bild 2 4 19 Bild 2 4 20 Bild 2 4 21 Bild 2 4 22 Bild 2 4 23 Bild 2 4 24 Bild 2 4 25 Bild 2 4 26 Bild 2 4 27 a Scherspannungs Scherweg Diagramme f r die Klettstreifentypen 4 und 5 b Gerissene N hte w hrend des Abschervorgangs bei Klettstreifentyp A Scherspannungs Scherweg Diagramm f r Vlies mit Gelege zum Verhaken Scherspannungs Scherweg Diagramm f r l ngs und quer der Abscherrichtung angeordnete Klettstreifen des Typs 1 Scherspannungs Scherweg Diagramm f r mehrmaliges Abscheren der gleichen Proben a ohne Klettstreifen b Kletttyp 1 c Kletttyp 3 Scherspannungs Scherweg Diagramme f r trockene und ges ttigte Zust nde a ohne Klettstreifen u
87. chine Fa Dilo Muster Microplast Folie Klettband UM 866 Material Polypropylen Velcro Versuchsstand Schneideinrichtung zum Schneiden von Microplast Klettfolie Variante der Schneideinrichtung zum Schneiden der Microplast Klettfolieb ndchen zur Verkettung mit der Textilmaschine geeignet Schneiden der Microplast Klettfolie aus einer breiten Bahn Aufwicklung der Streifen auf Scheibenspule Aufwicklung der Streifen auf Scheibenspule Versuchseinrichtungen im STFI e V Raschelmaschine mit Magazinschusseintrag zur Herstellung von Vliesverbundstoffen RS3 MSUS V Fa KARL MAYER Malimo Textilmaschinenfabrik GmbH Vorversuche auf der Vliesraschelmaschine RS3 MSUS V Kombination aus Vliesstoff Klettb ndchen und Gitter L ngs und Querf den Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht Bild 2 2 9 Bild 2 2 10 Bild 2 2 11 Bild 2 2 12 Bild 2 2 13 Bild 2 2 14 Bild 2 2 15 Bild 2 2 16 Bild 2 2 17 Bild 2 2 18 Bild 2 2 19 Bild 2 2 20 Bild 2 2 21 Bild 2 2 22 Bild 2 2 23 Bild 2 2 24 Bild 2 2 25 Bild 2 2 26 Bild 2 2 27 Bild 2 2 28 Bild 2 2 29 Bild 2 2 33 Bild 2 2 34 Bild 2 2 35 Bild 2 2 36 Bild 2 2 37 Bild 2 2 38 Bild 2 2 39 Bild 2 2 40 Bild 2 2 41 Bild 2 2 42 Bild 2 2 43 Bild 2 2 44 Vorlage des Vliesstoffes Zuf hrung der Klettf den Abbremsung der Klettf den Verbundgewirke Vliesstoff mit eingearbeiteten Klettf den Versuch zum Schutz g
88. cht 500 g m chengewicht 500 g m Material Flachengewicht 500 g m Gewebe mit Gewebe ohne Klettstreifen Klettstreifen Bild 2 4 3 Darstellung und Bezeichnung der verwendeten Vliesstoffe und Gewebe Die Klettstreifentypen 1 bis 4 waren einseitig klettbar und wurden auf den Vliesstoff gen ht Die Klettstreifentypen 5 und 6 dagegen waren doppelseitig klettbar und wur den den Vliesstoffen nur aufgelegt Im Folgenden werden die wichtigsten Erfahrungen und Erkenntnisse aus den Rah menscherversuchen vorgestellt Alle durchgef hrten Scherversuche sind zus tzlich im Anhang A 1 dokumentiert ANMERKUNG Der Klettstreifentyp 6 stand erst kurz vor Ablauf des Forschungspro jektes zur Verf gung Daher war es aus zeitlichen Gr nden nicht mehr m glich diesen ausgiebig zu testen Somit wurden nur die ein schl gigen Versuche mit diesem durchgef hrt Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 86 u Klettstreifentyp 1 Herstel Kleitstreifentyp 2 Herstel Klettstreifentyp 3 lerkennung 65 445 lerkennung 025 445 s Bild 2 2 1 Wie Klettstreifentyp 4 nur mit beidseitiger Klettfunk tion der somit nicht auf gen ht werden musste Klettstreifentyp 4 Klettstreifentyp 5 Klettstreifentyp 6 Bild 2 4 4 Darstellung und Bezeichnung der verwendeten Klettstreifen 2 4 3 2 2 Wirksamkeit des Klettstreifens Um einen ersten berblick ber die Wirksamkeit des Klettstreifens zu geben sind in Bild 2 4
89. chungsvorhaben vorgesehen Raschelmaschine mit Magazinschusseintrag f r die Herstellung von Vliesverbundstoffen Des Weiteren wurden die vorliegenden Arbeiten durch den Lehrstuhl f r Landeskul turelle Ingenieurbauwerke der Universit t Rostock Institut f r Umweltingenieurwe sen unterst tzt 1 4 Planung und Ablauf der Untersuchungen F r das Verbundgewirke mit Kletteigenschaften sollte in der ersten Stufe der Ent wicklung ein Gitter mit einem Vliesstoff und mit klettenden Elementen Haken Pilz form o a kombiniert werden Der Vliesstoff sollte gleichzeitig als Flauschseite des Klettverschlusses dienen Unter Anwendung der Kettenwirktechnik war deshalb vorgesehen bereits bei der Herstellung ein Textilgitter mit einem Vliesstoff und Klettenden Elementen zu kombinieren Das Textilgitter wird dabei als ein in zwei Richtungen hochfestes Tr germaterial eingearbeitet der Vliesstoff mit seiner fasrigen Oberfl che bernimmt die Funktion des Flauschteils der Klettverbindung und dient dem R ckhalten von F llmaterial z B Sand Die klettenden F den B ndchen bilden den Hakenteil des Klettverbun des Es sollte die M glichkeit untersucht werden diese B ndchen z B aus neuarti ger Microplast Klettfolie 1 unmittelbar bei der Herstellung des Verbundtextils direkt an der Wirkmaschine zu schneiden und unmittelbar danach als Klettf den einzuarbeiten Dadurch sollte die Haftkraftt zwischen aufeinanderliegenden geotextilen Containe
90. d 1 9 Einbau von Fl ssigkeitstank Foto BRADLEY 2 Geokunststoffum mantelten S ulen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 24 2 Wissenschaflich technische Ergebnisse 2 1 Untersuchungen zu detaillierten Anforderungsprofilen an den textilen Verbundstoff und die Container nach Anwendungsgebiet 2 1 1 Geokunststoffe im Wasserbau und in der Geotechnik Allgemeines Die Erstanwendung von geotextilen Sandcontainern geht auf das Jahr 1955 zur ck Deichschlussma nahmen in den Niederlanden und Deutschland Die ersten Emp fehlungen des 1972 gegr ndeten Arbeitskreises AK14 Kunststoffe im Erd und Wasserbau der Deutschen Gesellschaft f r Erd und Grundbau e V heute DGGT e V wurden zusammen mit dem damaligen Deutschen Verband f r Wasserwirt schaft und Kulturbau DVWK e V heute DWA in den Jahren 1975 Grundlagen 1979 Kunststoff Dichtungsbahnen und 1982 geotextile Filter und Anwendungs beispiele ver ffentlicht 1989 wurde vom DVWK erstmalig eine Empfehlung An wendung und Pr fung von Kunststoffen im Erdbau und Wasserbaus als Empfehlung des AK 14 herausgegeben und die Funktionen Filtern Trennen Dr nen Sch tzen Dichten Bewehren und Verpacken einschlie lich Rohstoffkunde Bauweisen und Pr fmethoden umfassend und fach bergreifend d h f r Anwendungen im Deponie Wasser Verkehrswegebau behandelt DVWK 1986 Seit 1989 hat die Geokunststoff Technologie e
91. d 12 Kletttyp 3 Container 13 und 14 Kletttyp 3 Nullmessung Container 1 und 2 ohne Klett 1 5 Container 3 und 4 ohne Klett Container 5 und 6 Kletttyp 2 E1 2 amp Container 7 und 8 Kletttyp 2 d ji Container 9 und 10 Kletttyp 3 509 P Container 11 und 12 Kletttyp 3 5 L Container 13 und 14 Kletttyp 3 06 7 i 1 Messung 0 gt Container 1 und 2 ohne Klett 2 Ma Container 3 und 4 ohne Klett 203 4 Container 5 und 6 Kletttyp 2 Container 7 und 8 Kletttyp 2 N M E a a a EE gt Container 9 und 10 Kletttyp 3 Bild 2 5 19 Darstellung der horizontalen Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z f r die untersuchten Container Darin l sst sich nicht eindeutig ein Unterschied in der Verschiebung aufgrund der Verwendung eines Klettstreifens erkennen jedoch l sst sich tendenziell erkennen dass die gr ten Verschiebungen bei Containern ohne Klettstreifen und die kleinsten Verschiebungen bei Containern mit Klettstreifen auftreten Ein Unterschied zwischen Klettstreifentyp 2 und 3 l sst sich nicht eindeutig belegen 2 5 4 Anwendung im Erdbau 2 5 4 1 Versuchsdurchf hrung Dieser Feldversuch wurde von der WITTFELD GmbH durchgef hrt Es wurden ver schiedene Einsatzszenarien betrachtet so z B im Rahmen einer Bauma nahme im Hamburger Hafen Hier war die Herstellung einer mit Containern gest tzten Rampe als tempor re Zufahr
92. dellversuch eindeutig belegt werden konnte ist es wahrscheinlich dass bei den gegebenen Randbedin gungen der Praxisversuche die Belastungen f r einen signifikant auftretenden Unterschied deutlich zu gering waren Des Weiteren sind beim Einbau der Container auch Verunreinigungen aufgetreten wodurch sich der verbundstei gernde Effekt verringerte Ebenfalls ist nicht auszuschlie en dass der Ma stabseffekt einen Einfluss auf das Tragverhalten hat So verhielt sich der Container mit Klettstreifen im Modellversuch steifer als der Container mit Klettstreifen auf der Baustelle im Ma stab 1 1 Auf Grund der positiven Erfahrungen in den Modellversuchen wird erwartet dass kleinere Container mit Klettstreifen als Sofortma nahmen im Katastrophenfall z B als Hochwasserschutz erfolgreich angewendet werden k nnen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 151 4 Voraussichtlicher Nutzen und Verwertbarkeit der Ergebnisse Die Untersuchungen ergaben dass durch den im Herstellungsprozess Wirk oder Rundwebtechnik erzeugten Verbund von Vliesstoff Textil mit flauschiger Oberfl che und Klettf den eine Verbesserung der Hafteigenschaften der Container untereinander erreicht werden kann Die Laboruntersuchungen zeigten eine signifikante Tragf higkeitserh hung bei geotextilen Containern mit Klettstreifen Dies wurde durch die Ergebnisse an einer St tzkonstruktion aus Containern in kKleinma st blichen Modellversuchen
93. dem Klettstreifen verbinden In den Versuchen wurde kein Einfluss der Orientierung des Klettstreifens auf den Containern auf die maximal bertragbare Scherspannung ermittelt Aus den vorliegenden Ergebnissen der kleinma st blichen Versuche sowie der Feldversuche kann bei einer Klettstreifenbreite von 5 bis 10 mm ein Abstand zwischen den Klettstreifen von ca 15 cm empfohlen werden Durch einen vorzeitigen Kontakt der Klettstreifen mit anderen Containern tritt ein deutlicher Tragf higkeitsverlust ein da die Klettstreifen beim Trennen der Container einzelne Fasern ausrei en Diese setzen sich dann in die Klettstreifen und vermindern die Effektivit t Das wurde auch im ersten Feldversuch beobachtet Bei der Weiterf hrung der Arbeiten ist noch an einer verbesserten L sung dieses Problems zu arbeiten Verunreinigungen f hren zu einem deutlichen Verlust der Tragf higkeit Der tragf higkeitssteigernde Effekt der Klettstreifen kann dadurch wirkungslos werden Der S ttigungsgrad hat bei vorhandener Verunreinigung nur einen geringen Einfluss Anhand einer FEM Analyse war eine Abbildung der durchgef hrten Modellversuche und eine weitergehende Untersuchung m glich Dennoch mussten einige Vereinfachungen vorgenommen werden bei denen zum Teil physikalisch nicht nachvollziehbare Annahmen getroffen werden mussten In zuk nftigen Untersuchungen sollte prim r die Modellierung der Container und das Verbundverhalten einer weiterf hrenden Bearbeit
94. dem U blichen lag Die ses Risiko ergab sich vor allem daraus dass bisher keine L sungen f r Herstellung und Einsatz derartiger stapelf higer Erzeugnisse in der Geotechnik vorlagen und betraf alle Stufen der Entwicklung und Anwendung von den textilen Strukturen ber Herstellungstechnologie maschinentechnische Voraussetzungen bis zur Einbau technologie F r die Bearbeitung des Vorhabens wurde der neueste Stand von Wissenschaft und Technik genutzt und zwar sowohl in der Textilforschung der Mess und Auswer tetechnik der geotechnischen Untersuchungen hinsichtlich numerischer Berechnun gen Modellierung und der experimentellen Versuche Die moderne Maschinen Ger te und Verfahrenstechnik der beteiligten Partner bot eine gute Voraussetzung f r die Bearbeitung Bei den Projektpartnern sind langj hrige Erfahrungen auf dem Gebiet der Projektko ordination der Entwicklung Modellierung Berechnung und Anwendung technischer Textilien insbesondere von Geotextilien vorhanden Die vorhandene Labor und Maschinentechnik sowie Erfahrungen waren ein guter Ausgangspunkt bei der Bear beitung der Aufgabenstellung Das S chsische Textilforschungsinstitut STFI verf gt ber jahrzehntelange Er fahrungen und Kenntnisse in verschiedenen Branchen der Textilindustrie des Ma schinenbaus und der Anwendung insbesondere von technischen Textilien ein schlie lich Verpackungsmittel und S cke Forschungsarbeiten von der Technologie und Produktentw
95. der Kon struktion ausbildete Zusammenfassend kann gesagt werden dass die in Abschnitt 2 4 3 2 festgestellte Tragf higkeitserh hung aufgrund der Verwendung von Klettstreifen ebenfalls best tigt werden konnte Die Ergebnisse zeigen dass unter Verwendung von Klettstreifen die St tzkonstruktion aus Containern ann hernd ein monolithisches Verformungs verhalten aufweist Im Gegensatz dazu konnte im Modellversuch 1 ohne Klettstrei fen ein deutliches Abscheren zwischen den untersten Containerlagen erkannt wer den welches die hohen Relativverschiebungen einzelner Lagen zeigen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht a 80 70 Laststufe kN CA S O1 0 20 4 10 0 0 0 5 1 1 5 2 2 5 Relativverschiebung u cm b l on geringe Abscherung GG 60 S ER Z ann hernd monolithisches D Verhalten E 2 40 6 Lage 10 s 20 J 0 0 1 2 3 4 5 6 Relativverschiebung u cm Bild 2 4 32 60 O Abscherung zwischen 7 Lage 1 und 2 zZ Laststufe KN CA 5 O1 112 Abscherung nach Wiederbelastung Lage 10 i 0 4 Co H Lage 6 ES i 20 UN H Lage 5 z Lage 2 10 0 g o Wado ei 0 1 2 3 4 5 Relativverschiebung z u cm D l 120 d A E 922 100 O Ce 2 Uca Z o oO D z 80 2g TE E geringe Abscherung I Lee wi a 60 E i Lage 10
96. derbelas tung war keine Tragf higkeitserh hung feststellbar Die Konstruktion scherte zwi schen der ersten und zweiten Containerlage ab Ein Kippen der St tzkonstruktion konnte nicht festgestellt werden Bild 2 4 32 verdeutlicht diesen Zusammenhang in dem die Verschiebungen der einzelnen Containerlagen untereinander dargestellt sind Bei Modellversuch 2 sind nur geringe Relativverschiebungen zwischen den einzelnen Containerlagen aufgetreten Bei der Versuchsdurchf hrung wurde die gesamte Kon struktion mehrmals horizontal verschoben Die Container reagierten zusammen an n hernd wie ein monolithischer Block Der Reibungsverbund zwischen der Sand schicht und der ersten Containerlage war geringer als der Verbund zwischen den anderen Containerlagen wodurch die Scherfuge unterhalb der St tzkonstruktion ver lief und die horizontalen Verschiebungen erm glicht wurden Zus tzlich war ein leichtes Kippen der Konstruktion erkennbar Ein Abscheren ein zelner Containerlagen konnte dagegen nicht festgestellt werden Eher deuten die kleinen Relativverschiebungen zwischen Lage 1 und 2 darauf hin dass der Klettstrei fen eine Anfangsverschiebung ben tigt um aktiv verbundsteigernd zu wirken siehe Bild 2 4 32 Dieses Verhalten deutete sich auch in den Rahmenscherversuchen in Abschnitt 2 4 3 2 an Das versagende Element in diesem Versuch war somit nicht die St tzkonstruktion wie bei Modellversuch 1 sondern der Boden der eine Scherfuge unterhalb
97. die Haftung weiter zu erh hen und damit die Container steiler stapeln zu k nnen und sie langfristig lagestabiler zu ma chen Sch ttstelne Terrafix Sandmatte Terrafix Soft Rock Terrafix Soft Rock Bild 1 4 Einbau eines Terrafix Soft Bild 1 5 Querwerk zur Beeinflussung Rock Wellenbrechers mit einer Klapp der Str mungsverh ltnisse aus Terrafix schute NAUE 6 Soft Rock NAUE 6 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 20 In Bereichen hoher Str mungsgeschwindigkeiten wie bei Flie gew ssern besteht die Gefahr der Kolkbildung Bei k nstlichen Bauwerken wie Br ckenpfeilern und Sohlschwellen ist die Gef hrdung aufgrund der turbulenten Str mung besonders gro Dort werden Sandcontainer zur Auff llung bereits entstandener Auskolkungen eingesetzt Bild 1 6 Kolkschutz an Bauwerken mit Terrafix Soft Rock NAUE 6 Geotextile Bauelemente haben sich bereits vielfach in Bauvorhaben bei nationalen und internationalen K stenschutz Projekten bew hrt 7 8 9 10 u a erfolgte der Einsatz im aktiven und passiven K stenschutz zum e Bau von vorgelagerten Riffen und Wellenbrechern e Stabilisieren von Strandersatzma nahmen e sofortigen Schutz gegen fortschreitenden Wellenangriff e Bau einer k nstlichen unsichtbaren D ne Als Beispiel sei die Verwendung von 48 000 geotextilen Terrafix Soft Rock Vlies stoffeontainern 1 m F llvolumen zur Sanierung des
98. e 0 06 mm gew Lo ZU Aire 0 06 mm lt gew Oso lt D 2 mmf Analyse der hydraulischen Bedingungen und daraus eine H lflerdime nsaonierung Im 1 Anmerkung Der Boden ist auf Erosionsstabir t und auf Einzelfall Sachverst ndige Gewebe Suffossienssicherheit sJ eE schwieriger Boden Sind diese nicht gegeben wird wie ben S cherhetsfall Ii vorgegangen au er der kritische Eodem steht bei inmomogenen Werh ltnissen nur rtlich begrenzt an und ist nicht systembestummend e Hydraulische Filterwirksamkeit Wasserdurchl ssigkeite Der Filter muss im eingebauten Zustand auf Dauer mind die WWasserdurch Assigkeit des zu entw ssermden Bodens aufweisen damit Gm R ckstau ve mieden wgl Dese Bedingung kann als erf llt angesehen worden wenn der Wasserdurch ssigkerntsbenwert Ku sa des Geotextils Neumaterialhgr er als derdes zu entw ssernden Bodens krist ky ss kg und mind Ky 5 1 10 ms betr gt ScobhscHuff glJ bis Feinsand 8 Korngr enkereich ber 0_ 02 mm bis Q 05 mmf Feinsand amp Komgr enkereich ber Q 06 amp mm bis Q2 mmf Mittelsand mS Komgr enbereich ber 0 2 mm bis O 6 menT 3 Grobsand gS Korngr en bereich ber 0 amp 6 mmm bis 0 m m Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 28 2 1 3 Stabilit t von geotextilen Sandcontainern Wasserbau Nach 28 kann die Stabilit t von geotextilen Con
99. e Container sich h u figer ber hrt haben und die Klettstreifen an den benachbarten Containern hafteten siehe auch Abschnitt 2 5 Beim L sen der Klettstreifen wurden einige Fasern aus dem Vliesstoff herausgerissen und hafteten sich an die Klettstreifen Um den Ein Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 92 fluss derartiger Situationen zu untersuchen wurden einige Proben mehrmals abge schert Die Ergebnisse sind in Bild 2 4 13 dargestellt 20 20 Vlies vernadelt 7 Kletttyp 1 Di O E 16 E Ip Z Z x X F 7 een e 4 r Et e cC gt a 5 S 8 e 1 Abscherung V67 9 8 1 Abscherung V 70 z ze 2 Abscherung V68 S ze 2 Abscherung V 71 O 4 3 Abscherung V69 2 4 3 Abscherung V 72 4 Abscherung V 73 0 0 O 4 8 12 16 20 24 O 4 8 12 16 20 24 Scherweg mm Scherweg mm C ZU BE SE E A T en K etttyp 3 Abscherung V 78 Abscherung V 79 Abscherung V 80 Abscherung V 81 50 trte 40 Bild 2 4 13 Scherspannungs Scherweg Diagramm f r mehrmaliges Abscheren der gleichen Proben o a ohne Klettstreifen o 4 8 2 A620 24 EIER Scherweg mm c Kletttyp 3 Scherspannung kN m Es f llt auf dass selbst beim mehrmaligen Abscheren der Proben ohne Klettstreifen ein Unterschied in der maximalen Scherspannung auftritt siehe Bild 2 4 13a Die Anordnung der Vliesstofffasern
100. e N 4 P A Flocke B T a m a Tambour gekammie Flocke a Arbeiter umlaufende Sc Menge Hauptwalze Faserflug F llmenge E Abnehmer b Bild 2 2 1 3 Schematische Darstellung der mechanischen Vliesbildung Kardierprinzip Hauptwalze Wirrwalze Vuw Geschwindigkeit Hauptwalze Vww Geschwindigkeit Wirrwalze Vauuw Luftstr mung Hauptwalze Vaww Luftstr mung Wirrwalze 1 Zuf hrsystem 2 Niederhalter 3 Nadelbalken 4 Stichplatte Bild 2 2 1 5 Schematische Darstellung der mechanischen Vliesverfestigung Vernadelungsverfahren Orientierend wurden zwei kleine Vorversuche durchgef hrt auf Basis derer die Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 32 weiteren Versuche definiert werden sollten F r die Erstellung der Vliesstoffe wurden f r die Vorversuche PP Fasern mit folgenden Eigenschaften eingesetzt Secutex 351 GRK5 Secutex R 601 Faserfeinheit 5 85 dtex 5 79 dtex Der Vliesstoff Secutex R 601 wurde an der Krempelstra e K1 der Vliesstoff Secutex 351 GRK 5 an der Krempelstra e K6 hergestellt beide im Werk Espelkamp Fiestel Von beiden Materialien wurde eine Menge von ca 50 m gefertigt Die wesentlichen Parameter der Vernadelung waren die folgenden Secutex 351 GRK 5 Secutex R 601 Nadeltype 1 NM Felting 15x18x32x3 5 Felting 15x18x32x3 5 Nadeltype 2 NM Felting 15x18x36x3 Felting 15x18x36x3 Einstichdichte 1 NM 58 cm 108 cm
101. e Versuche wurde eine Rundwebmaschine Typ KCL 4085 2 der Firma Karl Mayer Malimo unter Ausf hrung einer Reihe von Modifizierungen ge Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 147 nutzt Das betraf vor allem die Fadenleitelemente Walzen Kompensatorfe dern Webbl ttern und insbesondere die Websch tzen Spulengatter Einsatz von T nzern Fadenspannungsregulierung mit vergr ertem Biegeradius am Kopf Einbau von gr eren Fadenf hrer sen im Fadenkamm Einbau breiterer Webbl tter ver nderter Weblitzen und Fadeneinle ger Die Websch tzen sind bei der Standardausf hrung der Maschine nicht auf Sondermaterialien ausgelegt Modifizierungen verbesserten die Leichtg ngigkeit der Sch tzenr der durch Ver nderung der Ku gellager und schonenderes berrollen der Kettf den durch Vulkollan Belag der H rte 65 Shore A Die Microplast B ndchen waren in allen Versuchen ohne Probleme verarbeitbar Verdrehungen traten auf Grund der Verwendung geeig neter Fadenf hrungseinrichtungen nicht auf Bei Verwendung eines texturierten Polypropylen Fadens im Schuss als flauschiger Anteil entstand in Verbindung mit Klettb ndchen in der Kette ein Schlauchgewebe das die gew nschten Eigenschaften in hohem Ma besitzt Es wird eingesch tzt dass mit dieser Materi alzusammenstellung das gew nschte Gewebe wirtschaftlich herstell bar ist Auf Grund der maschinenspezifischen Gegebenheite
102. e im Labor an einer sauberen Probe bestimmte Durchl ssigkeit herabsetzen kann Bei zunehmender Belastung antworten Container aus Vliesstoff nicht mit einer Spannungszunahme im Material sondern mit einer h heren Dehnung Von daher ist eine Bruchdehnung von mindestens 50 empfehlenswert Aufgrund der hohen Dehnbarkeit passen sich die Container Bodenunebenheiten und unterschiedlichen Setzungen gut an und haben aufgrund ihres Selbstheilungscharakters die M glich keit unterschiedliche Verformungen in der Konstruktion auszugleichen Eine hohe Dehnf higkeit minimiert auch die Gefahr einer Besch digung w hrend des Einbaus siehe Heibaum 2002 Im K stenbereich unterliegen die Container einer st ndigen Abrasion durch Sand und Kiespartikel hervorgerufen durch die Wellen Str mungs und Windbelastung Mit Hilfe des Abrasionsversuches wird der Abrasionswiderstand des Geotextils ge testet Nach 80 000 Umdrehungen in einem Wasser Kies Gemisch sollte das Geo textil eine verbleibende Zugfestigkeit von mindestens 75 aufweisen siehe Restall et al 2004 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 83 Des Weiteren sollte der Container eine hohe Bruchdehnung und Durchsto festigkeit gegen ber Treibholz und Bootsst en aber auch gegen ber Vandalismus z B Messerstiche aufweisen Au erdem sollte in k lteren Regionen eine Treibeisbelas tung beachtet werden Der UV Widerstand stellt in Regionen mit starker
103. e wie ein Sieb und nicht wie ein Kornfilter mit dreidimensionalem Porenraum Sind au erdem Kette und Schuss nicht an ihren Kreuzungspunkten fixiert besteht die Gefahr des Verschiebens so dass gr ere Off nungen entstehen die den Bodenr ckhalt an dieser Stelle nicht gew hrleisten Ein Vliesstoff bietet als Filterstrecke den Porenraum eines Wirrgeleges wodurch Flie vorg nge im Filter in der dritten Dimension m glich werden Dieser Effekt ist umso ausgepr gter je dicker die geotextile Filterschicht ist Eine ausreichend hohe Festigkeit ist mit heutiger Technik auch bei Vliesstoffen erreichbar Zitat Ende Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 27 Tab 2 2 Kriterien zur Bestimmung der mechanischen und hydraulischen Filterwirksamkeit nach FGSV M Geok E 2005 der For schungsgesellschaft f r Stra en und Verkehrswesen Arbeitsgruppe Erd und Grundbau 2005 Hydraulischer Sicherheitsfall 1 IS EE Gennge wechselseiige Armg rormmunen mittllere einseitiige ee ke el i einserlige Ansir mung und Anstr mungen des Geotextilse gro fl chige wechselserige Ansir mungen geringes hydraulisches Gef llen mit einhergehendem hohem Wassera nfalle Nechanische Filterwirksamkeit Offnungsweite gew O mm Koh sme B den LU DS mm lt gew O gr lt O Al Grobschluff bis Feinsand D D mm lt gew gg lt 0 11 mm Feinsand D D6 mm lt gew Ogg 0 13 mm VWliesstoffef kittelsannd
104. egen unerw nschtes Verkletten durch Folielagen Zuf hrung der Klettb ndchen Versuchsstand Spezialwirkmaschine Spezialnadeln Aufw lben des Vliesstoffes beim Durchstechen der Nadel Versuchsstand N hwirktechnik Malimo Maschine Typ 1410 Zuf hrung der Klettb ndchen Schneiden der Klettb ndchen Verarbeitungsversuch Aufbringen der Klettb ndchen Variante f r die F hrung der F den in der Wirkzone Materialvorlage Vliesstoffrolle Muster des Verbundes Kraft Dehnungs Pr fung des Verbundes Pr fung der H chstzugkraft und dehnung l ngs und quer des Verbundes Vliesstoff Microplast Klettfoliestreifen Ergebnisse der Kraft Dehnungs Pr fung der Vliesstoffe mit und ohne Klettstreifen Zugversuch Microplast Streifen Ver nderung der Klettoberfl che von Microplast Streifen bei Dehnung Rundwebmaschine KCL 4085 2 Versuchstand T nzer Fadenkamm im Gaitter Gerades Webblatt mit vergr ertem Abstand der Lamellen Weblitzen mit unterschiedlichen Maillons Fadeneinleger mit verschiedenen Fadenaugen Websch tz mit eingelegter Vliesstoffspule und mit Vulkollan beschichte ten Sch tzenr dern Schussspulen mit verschiedenen Vliesstoffb ndchen Mustergewebe Versuch 1 Mustergewebe Versuch 2 Mustergewebe Versuch 3 Mustergewebe Versuch 5 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht Bild 2 2 45 Bild 2 2 46 Konfektionierte S cke aus Schlauchgewebemuster nach Versuch 3 Kraft Dehnungs Verhalt
105. ehen aus einem F llmaterial i d R einem nichtbindigen Boden und einem Geokunststoff welcher in Form von Schl uchen und S cken das Erdmaterial umh llt und dieses verpackt Der Vorteil der Container ist in der hohen Wirtschaftlichkeit der Einsparung nat rli cher Ressourcen da i d R aufgrund des vor Ort vorhandenen F llmaterials lange Transportwege vermieden werden sowie in der besseren Einpassung in die Land schaft im Vergleich zur harten Bauweise aus Beton und der einfacheren R ckbau barkeit zu sehen Als nachteilig ist dagegen wie bereits erw hnt die glatte Oberfl che der Container zu sehen da dadurch nur eine geringe innere Standsicherheit ge geben ist Um diesen Nachteil zu beseitigen wurden auf dem Geokunststoff Klett streifen appliziert um eine h here Verbundspannung zu erzielen Um den Einfluss des Klettstreifens zu untersuchen wurden theoretische experimen telle und numerische Untersuchungen durchgef hrt die im Folgenden vorgestellt werden 2 4 2 Grundlagen zum Tragverhalten von Containern Die Vorg nger der Container waren kleine Sands cke die i d R beim Hochwasser schutz zur tempor ren Verst rkung von Deichen dienten Heutzutage k nnen Con tainer in den unterschiedlichsten Formen und Gr en hergestellt werden siehe Hei baum 2002 Container wurden in den letzten Jahren erfolgreich zur Kolksicherung Saathoff Witte 1994 als Erosionsschutzma nahmen an D nen und Deichen Heerten et
106. eifen orientierten sich am Modellversuch 1 Bis zu einer Laststufe von ca 60 kN konnten keine relevanten Ver schiebungen beobachtet werden In der weiteren Belastung bis ca 75 kN trat aller dings eine deutliche horizontale Verschiebung der gesamten St tzkonstruktion ein aus der eine Schiefstellung der Lastplatte resultierte Eine Wiederbelastung des Sys tems bis zur vorangegangenen Laststufe zeigte keinerlei Auswirkung bis bei einer Belastung von ca 100 kN erneut eine deutliche Konstruktionsverschiebung wahrge Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 111 nommen wurde und folglich daraus erneut gro e Lastplattensetzungen und Verkan tungen eingetreten sind Im dritten Belastungsvorgang mit begradigter Lastplatte konnte eine maximale Kraft von ca 120 kN aufgebracht werden wobei erneute hohe Verschiebungen aufgetreten sind und die Lastplatte sich verkantet hat Generell lassen sich bei beiden Versuchen unterschiedliche Versagensmechanis men erkennen Bei Modellversuch 1 fanden die Verschiebungen nur auf den unters ten Containerlagen statt H her gelegene Container folgen den Verschiebungen der tiefer liegenden und weisen untereinander eine kaum nennenswerte Verschiebung auf Die Verschiebungen treten gr tenteils nur auf den untersten Containerlagen auf Daraus l sst sich schlussfolgern dass der geringe Verbund der Container ein Bauteilversagen in der St tzkonstruktion verursacht hat Auch bei der Wie
107. eifentyp 1 und 2 ist kein signifikanter Unterschied erkennbar Die Klettstreifentypen 3 342 Klettelemente cm h chste Anzahl in den Versuchen flexibler und 6 doppelseitig klettend 288 Klett elemente cm pro Seite hohe Anzahl erzielen eine deutliche Erh hung der Scher festigkeit wobei die Ergebnisse des Versuches V 82 Klettstreifentyp 6 doppelsei tig signifikant ber denen von Versuch V 82 liegen Klettstreifentyp 3 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 89 160 i We e ohne Klett V 9 lt 120 d q Kletttyp 1 V 6 co 100 Kletttyp 2 V 4 am E 2 on E Kletttyp 3 V 82 o Kletttyp 6 V 101 5 DI E ZS a0 E Bild 2 4 8 a 20 che e A Scherspannungs Scherweg Diagramm ef Dr die Klettstreifentypen 1 bis 3 und 6 0 5 10 15 20 Scherweg mm Wie in Bild 2 4 9 dargestellt sind bei Klettstreifentyp 3 jedoch mehrmals einige Be sch digungen aufgetreten indem der Klettstreifen in Nahtrichtung gerissen ist b Bild 2 4 9 W hrend der Schervorg nge in Nahtl ngsrichtung gerissener Klettstrei fentyp 3 wie in Bild 2 4 9a unterhalb des Klettstreifens ersichtlich sind die N hte intakt In Bild 2 4 10 sind die Ergebnisse f r den Klettstreifentyp 4 und 5 dargestellt Da w hrend des Abschervorgangs mehrfach die N hte bei Klettstreifentyp 4 versagten wurden mehrere Klettstreifen mit handels blichen Klebstoff zusammengef gt so dass ein doppels
108. eim flauschigen Vlies stoff deutlich mehr Fasern durch den Klettstreifen w hrend des Abschervorgangs ausgerissen worden sind als beim vernadelten Vliesstoff siehe Bild 2 4 6b a b D4 S E z 20 ei E e 16 7 O 2 E gt 12 3 OO SS z 8 flauschig V 2 7 S R 5 vernadelt V A gt lt Loop Material V5 0 NEE EE Al A EE 0 4 8 12 16 20 Scherweg mm Bild 2 4 6 a Scherspannungs Scherweg Diagramm f r unterschiedliche Vliesstoffe b Ausgerissene Fasern am flauschigen Vliesstoff Mit Hilfe eines Loop Materials welches auf das vernadelte Vliesstoff aufgen ht worden ist sollte versucht werden das Ausrei en der Fasern zu verringern Das Loop Material verhinderte zwar ein Ausrei en der Fasern dennoch ist damit keine deutliche Tragf higkeitserh hung im Vergleich zu den flauschigen und vernadelten Vliesstoffen erkennbar gewesen siehe Bild 2 4 6a Zus tzlich ist das Loop Material mehrmals beim Schervorgang besch digt worden weswegen diese Ausf hrung nicht weiter verfolgt worden ist F r die weiteren Untersuchungen wurde das verna 2 Brushed Loop Material Fa Nordenia Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 88 delte Vliesstoff verwendet da es bei diesem Vliesstoff zu einem geringeren Heraus rei en der Fasern kam Ebenfalls wurde eine Gewebeprobe untersucht Die Ergebnisse dazu sind in Bild 2 4 7 gezeigt 28
109. eiterhin gilt unser Dank den Firmen KARL MAYER Malimo Textilmaschinenfabrik GmbH Gottlieb Binder GmbH amp Co KG Holzgerlingen Kirson Industrial Reinforcements GmbH Neustadt Donau A H Meyer Twistringen Wasser und Schifffahrtsverwaltung Blexen Nordenham Wasser und Schifffahrtsamt Stralsund Universit t Rostock Institut f r Umweltingenieurwesen Lehrstuhl f r Landeskulturelle Ingenieurbauwerke Max S GmbH Sehmatal OT Cranzahl Stadtmission Chemnitz e V PARTNER Werkstatt f r behinderte Menschen 09217 Burgst dt die unsere Arbeiten mit Material technischen Ausr stungen und Beratungsleistun gen unterst tzten Chemnitz im November 2009 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht Inhaltsverzeichnis Bildverzeichnis Tabellenverzeichnis Anlagenverzeichnis 4 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 2 2 1 2 2 2 3 Einf hrung Beschreibung des Projektes der Aufgaben und Ziele Zusammenarbeit Voraussetzungen Planung und Ablauf der Untersuchungen Wissenschaftlicher und technischer Stand Wissenschaflich technische Ergebnisse Untersuchungen zu detaillierten Anforderungsprofilen an den textilen Verbundstoff und die Container nach Anwendungsgebiet 2 1 1 Geokunststoffe im Wasserbau und in der Geotechnik Allgemeines 2 1 2 Filterwirksamkeit der Geotextilien 2 1 3 Stabilit t von geotextilen Sandcontainern Wasserbau 2 1 4 Vorbetrachtungen zu den technischen Anforderungen Entwick
110. eitet und in den Feldversuchen getestet erster Feldtest Fa Colcrete von Essen Nordenham siehe auch Abschnitt 2 5 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht Tabelle 2 11 bersicht zu den Vliesstoffparametern der Einzelrollen Muster f r Feldtest Blexen Nordenham N Rollennummer 13167615 623 Masse pro Fl cheneinheit DIN EN ISO 585 g m 9864 Schichtdicke DIN EN ISO 5 0 mm 9863 1 Zugfestigkeit DIN EN ISO 29 7 kN m Produktionsrichtung 10319 Zugfestigkeitsdehnung DIN EN ISO 107 Produktionsrichtung 10319 EEE Rollennummer 13167624 632 Masse pro Fl cheneinheit DIN EN ISO 596 g m Tei Schichtdicke DIN EN ISO 5 4mm nme Masse pro Fl cheneinheit DIN EN ISO 607 g m el Schichtdicke DIN EN ISO 6 0 mm BEER Tas BER Rollennummer 13167642 650 nn Masse pro Fl cheneinheit DIN EN ISO 596 g m e Schichtdicke DIN EN ISO 6 5 mm Masse pro Fl cheneinheit DIN EN ISO 605 g m 9864 Schichtdicke DIN EN ISO 6 3mm 9863 1 42 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 43 In Auswertung der Ergebnisse des Feldtests in Nordenham siehe dort wurden zur Erprobung der stapelbaren Container im K stenwasserbau Fa Hirdes s Abschnitt 2 5 2 und in Geotechnik Erdbau WITTFELD GmbH bei der Fa NAUE weitere Versuchmengen an Vliesstoffrollen produziert Krempelstra e K6 insgesamt 6 Vliesstoffrollen Der Vliesstoff wurde von einer Seite mit der S
111. eitiger Klettstreifen entstand Da der Klettstreifentyp dennoch nicht die Scherfestigkeit wie Klettstreifentyp 3 oder 6 mobilisieren konnte wurde diese Entwicklung nicht weiter verfolgt Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 90 ON D Scherspannung t KN m D 12 S Kletttyp 4 V97 4 Kletttyp5 V98 0 0 5 10 15 20 25 Scherweg mm Bild 2 4 10 a Scherspannungs Scherweg Diagramme f r die Klettstreifentypen 4 und 5 b Gerissene N hte w hrend des Abschervorgangs bei Klett streifentyp 4 Unabh ngig vom Klettstreifentyp wird eine Verschiebung von bis zu s 8 mm ben tigt bis der Klettstreifen seine Wirksamkeit zeigt Es wird vermutet dass sich dabei die Fasern des Vliesstoffes ausrichten m ssen um sich in dem Kleitstreifen zu ver haken Die Scherspannung erreicht ein Maximum und f llt dann wieder deutlich ab Dieses Verhalten tritt unabh ngig vom Klettstreifentyp auf und findet sowohl im Kleinrah menscherversuch als auch die Ergebnisse aus Abschnitt 2 4 3 2 8 vorwegnehmend im Gro rahmenscherversuch auf Im Kleinrahmenscherversuch liegt das Maximum bei einer Verschiebung von ca s 10 mm und im Gro rahmenscherversuch bei ca s 20 40 mm Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 91 18 EEE RE a Vlies mit Gelege 16 1 Abscherung V 74 7 Vlies mit Gelege 14 T i 2 Abscherung V 75 12
112. en Gewebemuster 3 und 3V durchgehende Kurve in Kettrichtung Bild 2 2 47 Kraft Dehnungs Verhalten Gewebemuster 3 3V in Schussrichtung Bild 2 3 1 Umgebautes Kreismesser mit Abschaltvorrichtung auf dem neuen Zuschneidetisch Ein Mann Betrieb Bild 2 3 2 Ein Hand Kettenstichmaschine Bild 2 3 3 Zwei Nadel N hmaschine Juki Bild 2 3 4 Umgebaute berwendlich N hmaschine Bild 2 3 5 Handn hmaschine Beta F Bild 2 3 6 berwendlichnaht mit Amann Garn Bild 2 3 7 berwendlichnaht Strobel N hmaschine Bild 2 3 8 berwendlichnaht der 8520 mit Gripolene Polypropylen Bild 2 3 9 Kettenstichnaht mit Ein Hand N hmaschine Bild 2 3 10 Lagerung mit Zwischenlagen aus Seidenpapier Bild 2 3 11 Schematische Anordnung der Klettf den ideale Quaderform Bild 2 3 12 Containerform mit 1 Seitennaht und 2 Quern hten idealisiert Bild 2 3 13 Containerkonstruktion mit Mittelnaht Bild 2 3 14 Pr flinge zur Bestimmung der Nahtfestigkeit in Querrichtung Bild 2 3 15 Pr flinge zur Bestimmung der Nahtfestigkeit nach Erreichen der H chstzugkraft Bild 2 3 16 Ergebnisse der Nahtzugfestigkeitspr fungen Bild 2 4 1 berlappung und Anpassungsf higkeit der Container in Abh ngigkeit des F llgrades nach Oumeraci et al 2002 Bild 2 4 2 Prinzip eines Rahmenscherversuches Bild 2 4 3 Darstellung und Bezeichnung der verwendeten Vliese und Gewebe Bild 2 4 4 Darstellung und Bezeichnung der verwendeten Klettstreifen Bild 2 4 5 S
113. en Variante erreichte zuerst der Vliesstoff seine Belastungsgrenze Das Klettmaterial erreichte etwa 300 Bruchdehnung Bild 2 2 28 Um die Lagen auf der Rolle zu trennen wurde Foliematerial Papier u als Zwi schenlage bei der Aufwicklung eingef gt Es erwies sich jedoch als vertretbar die Bahnen bei der Herstellung ohne trennendes Zwischenmaterial wie Papier oder Folie auf Docke aufzuwickeln Bild 2 2 19 Zuf hrung der Klettb ndchen Bild 2 2 20 Schneiden der Klettb ndchen F den zum Faden zum Fixieren Abbinden des Klettb ndchens Bild 2 2 21 Verarbeitungsversuch Bild 2 2 22 Variante f r die F hrung Aufbringen der Klettb ndchen der Klettf den in der Wirkzone Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 57 Bild 2 2 23 Materialvorlage Vliesstoffrolle 2 2 2 4 Angaben zu ausgew hlten Pr fungen Zur Einsch tzung der Parameter der Vliesstoffverbunde wurden an ausgew hlten Mustern Pr fungen der textilphysikalischen Eigenschaften durchgef hrt Bilder 2 2 24 bis 2 2 25 Bild 2 2 24 Muster des Verbundes 20 Dehnung in Bild 2 2 25 Kraft Dehnungs Pr fung des Verbundes Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 58 Bild 2 2 26 Pr fung der H chstzugkraft und dehnung l ngs und quer des Verbundes aus Vliesstoff und Microplast Streifen SINN A E A8 6655 ESS S E CTT un N rrr
114. en sind DIN 18137 3 2002 09 zu entnehmen J oberer Rahmen starr gelagert EE unterer Rahmen N beweglich gelagert unterer Bild 2 4 2 Probek rprer Prinzip eines Rahmenscherversuches oberer Probek rper Die Probek rper wurden vollfl chig auf einen Distanzk rper Holzspanplatte geklebt siehe GDA 1997 Es wurde ein Kontaktklebstoff auf Polychloroprenbasis verwen det Dieser wurde sparsam verwendet sodass kein Klebstoff durch den Porenraum gelangen und somit die Messwerte verf lschen konnte Die Versuche wurde wegge steuert mit einer Vorschubgeschwindigkeit von v 1 mm Min durchgef hrt DIN EN ISO 12957 1 2005 gibt als Richtwert eine Normalspannung in der Gr enordnung von on 50 kN m bis ou 150 kN m an Insgesamt wurden drei unterschiedliche Vliesstoffe und ein Gewebe sowie sechs unterschiedliche Varianten Klettmaterial untersucht In Bild 2 4 3 und 4 sind die untersuchten Vliesstoffe und Gewebe bzw die Klettstrei fen dargestellt F r eine Beschreibung der verwendeten Proben siehe Abschnitt 2 2 2 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 85 Si Anmerkung Optisch ist kaum ein Unterschied zwischen dem flauschigen und vernadelten Vliesstoff festzu stellen Deswe gen ist hier nur das vernadelte dargestellt 5 Vliesstoff vernadelt mit Vliesstoff flauschig Fl Vliesstoff vernadelt Fa Aufgen htem Loop chengewi
115. en und einem L ngsdamm der in zwei Bereiche unterteilt worden ist in denen 7 bis 8 m lange Abschnitte aus Containern mit bzw ohne Klettstreifen angeordnet wor den sind Die H he der Konstruktion betrug ca 3 m Es sind insgesamt 7 bis 8 Con tainerlagen vorgesehen gewesen Die unterste Lage bestand aus 3 mit ihrer L ngs achse hintereinander gelegten Containern die sich bis auf die oberste Lage auf 2 Container hintereinander in L ngsachse verj ngten Als Kopfabschluss wurde ein Container mit der L ngsachse quer zu den anderen Containern als Abschluss ange ordnet Es wurden jeweils ca 150 Container ben tigt Abschnitt 2 5 2 wurde ma geblich durch die Fa Colcrete von Essen GmbH amp Co KG unter Einbezie hung der Universit t Kassel Fachgebiet Geotechnik erarbeitet Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 123 Als Versuchsprogramm waren tachymetrische Verformungsmessungen geplant Da f r wurden einzelne Container an der Au enseite der Konstruktion mit einer Mess marke versehen die stellvertretend f r die Gesamtverformung des Containers stan den Vermessungs x x punkte wasserseitig au enseitig zu messende Container Container Verschiebungs ohne Klettstreifen mit Klettstreifen richtung L ngsdamm ca 7bis8m ca 7bis8m En SEE p aT y untere Lage Beh obere Lage E tzt s f en landseitig innenseitig Querdamm Querdamm Bild 2 5 1 Schematis
116. endung von Klettfolieb ndchen und B ndchen mit flauschigem Anteil eine h here Stapelsicherheit bei der praktischen Verwendung im Wasser und Erd bau sowie beim Katastrophenschutz z B berschwemmungen gew hrleistet Die Nutzung des Rundwebverfahrens ist dabei im Gegensatz zu der Fl chenherstel lung auf einer Wirkmaschine in soweit vorteilhaft als das schon im Produktionspro zess ein Schlauch entsteht und nicht erst durch das Vern hen einer Fl chenware hergestellt werden muss Lediglich eine Bodennaht ist nachtr glich zu fertigen F r die Versuche wurde eine Rundwebmaschine Typ KCL 4085 2 der Firma Karl Mayer Malimo genutzt Bild 2 2 30 Ein Vorteil dieser Maschine ist im Gegensatz zu anderen Rundwebmaschinen die 45 Grad Fachlage welche ein schonendes Verwe ben unterschiedlichster Materialien gew hrleistet Au erdem k nnen dadurch Schussspulen mit relativ gro em Durchmesser eingesetzt werden Auf Grund der maschinentechnischen Gegebenheiten des Typs KCL 4085 2 k nnen nur kleine Container mit einem max Durchmesser von 54 cm hergestellt werden Dies entspricht einer doppeltflach gelegten Breite von 85 cm Diese Angabe ist die gebr uchliche Bezeichnung f r die Breitenabmessung von rundgewebten S cken siehe Tabelle 2 15 Bild 2 2 30 Rundwebmaschine KCL 4085 2 Versuchstand 1 Abschnitt 2 2 4 wurde ma geblich durch E amp M Eichler und Meurers Industrietechnik GmbH erarbeitet Innovative stapelsichere geotextile C
117. endungs gebiete liegen in den Bereichen B schungs bzw Erdbau Hochwasserschutz und Sandsackbarrieren Dort werden vorwiegend S cke mit einer Breite doppelt flachge legt von 30 bis 40 cm eingesetzt Nach Abschluss des Projektes ist in Weiterf hrung der Arbeiten geplant entspre chende Demonstratoren f r die o g Anwendungen zu fertigen potenziellen Partnern Feuerwehr Katastrophenschutzeinrichtungen Flussbaubetriebe u f r Testzwe cke zur Verf gung zu stellen und weitere Optimierungsarbeiten anzuschlie en Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 71 2 3 Entwicklung einer Zuschnitt und Konfektionstechnologie f r die stapelf higen geotextilen Container 2 3 1 Allgemeines Im Projekt wurden zahlreiche Aspekte zur Herstellung geotextiler Container unter sucht um verbesserte Eigenschaften zu erreichen F r die Fa Flexitex GmbH stand die Aufgabe neue Konfektionstechnologien zur Herstellung von geotextilen Contai ner mit innovativen Eigenschaften zu erarbeiten Das umfasste Folgendes Organisation der Abl ufe Innerbetrieblicher Transport Entwicklung der Zuschneide und Konfektionstechnologie Auswahl optimalen Nahtmaterials Auswahl optimaler N hverfahren Kombination verschiedener Produkt und Herstellungslinien Verpackung und Versand Die Versuche zur Konfektionierung bei der Fa Flexitex GmbH wurden mit den ande ren Projektpartnern abgesprochen und ausgewertet z
118. enfalls ein kleines Unternehmen und arbeitet seit langem im Bereich Sondermaschinenbau sowie Zuliefereinrichtungen f r Textilmaschinen insbesondere Spulengatter Fadenf hrer und Fadenleitelemente Kompetenz besteht au erdem hinsichtlich der Herstellung von Schwei baugruppen vor allem Sonderschwei verfahren Aluminium rostfreie St hle Die Firma besitzt erfahrene Mitarbeiter auf dem Gebiet der Entwicklung und Fertigung von Rundweb maschinen sowie der Teilebereitstellung und Fertigung von Funktionselementen f r die Rundwebtechnik Die Durchf hrung der Praxisversuche erfolgt durch drei f hrende Unternehmen in den Bereichen Geotechnik Erdbau Verkehrswegebau WITTFELD GmbH Wasserbau ohne Tideeinfluss Binnenwasserbau Colcrete von Essen GmbH u Co KG und Wasserbau mit Tideeinfluss und Seegangsbedingungen K sten schutz K stenwasserbau Heinrich Hirdes GmbH Die WITTFELD GmbH arbeitet seit Jahrzehnten in den Sparten Stra en und Tiefbau Verkehrswegebau Ingenieurbau Gleisbau Umwelttechnik u a Die Firma verf gt ber die Kompetenz und Spezialger tetechnik um die vorgesehenen an spruchsvollen Entwicklungsarbeiten zum Verbau der zu entwickelnden Geocontainer durchzuf hren Insbesondere soll die Firma umfangreiche praktische Versuchs arbeiten zur Anwendung der neuartigen geotextilen Container im Verkehrswege Ingenieurbau bernehmen Im Projekt soll die langj hrige Kompetenz der Firma Colcrete von Essen Gmb
119. enten der Klettverbin dung zu B ndchen geschnitten sowie Last aufnehmende Strukturelemente be reits bei der Herstellung zu integrieren Diese L sung orientiert auf die Einspa rung von Konfektionsaufwand sowie die Aufnahme hoher Ringzugkr fte durch spiralf rmig eingearbeitete F den Vliesstoffherstellung Kombination mit weiteren Elementen wie zugfesten Geogittern oder anderen Materialien Herstellung und Anwendung stapelsicherer geotextiler Container mittels dieser Textiltechniken sind neu Durch die Untersuchungen werden die wissenschaftlichen und technischen Grundlagen f r die angestrebte L sung f r stapelsichere geotextile Container erarbeitet Dabei sollen als M glichkeiten der nachtr glichen Ausr stung von Vliesstoffen mit Klettverschl ssen die Textiltechniken Wirken und Rundweben genutzt werden Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 12 1 2 Zusammenarbeit Teilvorhaben 1 F rderkennzeichen 01 RI 05251 S chsisches Textilforschungsinstitut e V an der Technischen Universit t Chemnitz Teilvorhaben 2 F rderkennzeichen 01 RI 05252 Universit t Kassel Fachgebiet Geotechnik Teilvorhaben 3 F rderkennzeichen 01 RI 05253 WITTFELD GmbH Teilvorhaben 4 F rderkennzeichen 01 RI 05254 NAUE GmbH amp Co KG Teilvorhaben 5 F rderkennzeichen 01 RI 05255 Heinrich Hirdes GmbH Teilvorhaben 6 F rderkennzeichen 01 RI 05256 E amp M Eichler und Meurers Industrietechnik G
120. entyp 6 ist beim Herstellerbetrieb noch in Entwicklung und stand erst kurz vor Ablauf des Forschungsprojektes zur Verf gung Daher waren aus zeitlichen Gr nden ausgiebige Tests nicht mehr m glich Die Tragf higkeitserh hung auf Grund der Verwendung von Klettstreifen wurde durch Untersuchungen an einer St tzkonstruktion aus Containern in kleinma st blichen Modellversuchen best tigt Die Ergebnisse zeigen dass unter Verwendung von Klettstreifen die St tzkonstruktion aus Containern ann hernd ein monolithisches Verformungsverhalten aufweist Im Gegensatz dazu konnte im Modellversuch ohne Klettstreifen ein deutliches Abscheren zwischen den untersten Containerlagen erkannt werden welches die hohen Relativverschiebungen einzelner Lagen zeigen Bei Vliesstoffvarianten mit sehr flauschiger Oberfl che trat ein Aufrei en der oberen Schicht bei Scherversuchen mit aufgen hten Klettstreifen auf Mit Hilfe eines Brushed Loop Materials das auf das vernadelte Vlies aufgen ht wurde konnte dieses Ausrei en der Fasern verringert werden es war jedoch keine deutliche Tragf higkeitserh hung im Vergleich zu den flauschigen und vernadelten Vliesen erkennbar Die untersuchten Gewebe erzielten bei dem gew hlten Materialeinsatz eine geringere Tragf higkeit als die Vliesstoffe Generell sind Gewebe nur f r klei nere Container geeignet da Gewebe eine deutlich geringere Bruchdehnung aufweisen als Vliesstoffe Container aus Geweben k nnen somit bei sto
121. enug zusammen presst Bei einem zu hohen F llungsgrad verschlechtert sich die Anschmiegsamkeit der Container an benachbarte Elemente wodurch die Haftreibung zueinander ab nimmt und sich die Stabilit t verringert Als F llmaterial ist feink rniges Material grobk rnigem vorzuziehen da die Container gef llt mit erstgenanntem eine bessere Formanpassung aufweisen Oumeraci et al 2002 Zus tzlich ist nach Oumeraci et al 2002 der berlappungsgrad der Container ein entscheidender Einfluss zur Erh hung der Tragf higkeit Dies soll an einem mit Con tainern verst rkten Deich unter einer orthogonal zur Bauwerksachse anlaufenden Wellenbelastung n her erl utert werden Bei einer zunehmenden berlappung redu ziert sich die Angriffsfl che eines einzelnen Containers gegen ber der Wellenbelas tung Zus tzlich werden die Container durch die Auflasten der dar ber angeordneten Elemente gest tzt Wenn zus tzlich ein optimaler F llungsgrad vorhanden ist erh ht sich die Kontaktfl che der Container zueinander und die zwischen den Elementen liegenden Zwickel werden minimiert Diese berlegung f hrt auch dazu dass die Container mit ihrer L ngsachse orthogonal zur Bauwerksachse mit einem maximalen berlappungsbereich angeordnet werden sollten Bild 2 4 1 verdeutlicht dabei die vorangegangenen berlegungen wobei im Einzelnen in Bild 2 4 1a eine geringe Kontaktfl che aufgrund eines zu hohen F llungsgrades und in Bild 2 4 1c eine ma xim
122. er St tzkonstruktion eine Verkantung der Lastplatte auf Dadurch konnte weder eine zentrische Lasteinleitung gew hrleistet noch eine m gliche Besch digung der Presseneinrichtung ausgeschlossen werden Daher wurden die Versuche unterbrochen um die Lastplatte neu zu positionieren Anschlie end wurde die Belastung wieder langsam auf die alte Laststufe hochgefah ren und der Versuch fortgef hrt Bei beiden Versuchen waren jeweils zwei Neuposi tionierungen der Lastplatte erforderlich In Bild 2 4 27 sind die Setzungen der Last platte in Abh ngigkeit der Laststufe bei der Erstbelastung aufgetragen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 107 a b hinten 10 g 3S Lastplatte e T 20 hinten E 30 Schief o l 4 d stellung CH Lastplatte CH vorn _ von 5 5 40 1 4 Sei Zunahme der O Lastplate Nr 1 Wu N _50 vorderen Last Nri a pn vom 2 _ plattensetzung ns Nr 2 en bei Steigerung en Nr 3 der Lastsstufe NS M 70 A Nr A 70 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 Laststufe KN Laststufe KN 100 Bild 2 4 27 Setzung der Lastplatte bei Erstbelastung a Modellversuch 1 b Modell versuch 2 In Bild 2 4 28 sind die Laststufen bei beiden Versuchen zus tzlich mit den aufge zeichneten horizontalen Erddruckspannu
123. erbau Kriterien zur Bestimmung der mechanischen und hydraulischen Filterwirksamkeit nach FGSV M Geok E 2005 der For schungsgesellschaft f r Stra en und Verkehrswesen Arbeitsgruppe Erd und Grundbau 2005 Tabelle 2 3 Vliesstoffparameter Tabelle 2 4 bersicht zu den Vliesstoffparametern Muster 1 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 10 Tabelle 2 5 Tabelle 2 6 Tabelle 2 7 Tabelle 2 8 Tabelle 2 9 Tabelle 2 10 Tabelle 2 11 Tabelle 2 12 Tabelle 2 13 Tabelle 2 14 Tabelle 2 15 Tabelle 2 16 Tabelle 2 17 Tabelle 2 5 1 Tabelle 2 5 2 Tabelle 2 5 3 bersicht zu den Vliesstoffparametern Muster 2 bersicht zu den Vliesstoffparametern Muster 3 bersicht zu den Vliesstoffparametern Muster 4 bersicht zu den Vliesstoffparametern Muster 7 bersicht zu den Vliesstoffparametern Muster 5 bersicht zu den Vliesstoffparametern Muster 6 bersicht zu den Vliesstoffparametern der Einzelrollen Muster f r Feldtest Nordhorn Parameter der optimierten Vliesstoffmuster Angaben zu ausgew hlten Microplast Klettfolievarianten Vorversuche auf der Vliesraschelmaschine RS3 MSUS V Kombination aus Vliesstoff Klettb ndchen und Gitter L ngs und Querf den Webringdurchmesser mit der daraus resultierenden doppelt flachgelegten Breite Wesentliche Materialuntersuchungen Rundwebmaschine Schuss und Kette Ergebnisse zum Naht Zugversuch nach DIN EN 13935 1 Au
124. erbau mit Tideeinfluss wurden auf Grund der Ergebnisse des Feldversuchs der Firma Colcrete von Essen optimierte Container eingesetzt Klettstreifen aus PA und ver nderte h her dehnbare Maschenbindung f r das Befestigen der Klettstreifen auf dem Vliesstoff Das Verhalten dieser Container wird als deutlich besser eingesch tzt Die Dehnung des Containers lag bei ca 55 Im F ll Zwischenlager und Einbauprozess waren keine extremen Unterschiede zwischen den Containern mit Klettstreifen und denen ohne Klettstreifen erkennbar Jedoch erwies sich der Container mit diesem Klettstreifentyp als wesentlich robuster eine sehr wichtige Eigenschaft f r Baustellenverwendungen Es sind auf einigen Baustellen auch mehrfache Verwendungen der Container f r tempor re Ma nahmen denkbar Hierzu m ssen allerdings noch L sungen gefunden werden bei denen der Klettstreifen nicht nach Kontakt mit anderen Containern signifikant an Klettwirkung verliert Es lie sich aus den Messwerten kein eindeutiger Unterschied in der Verschiebung durch die Verwendung von Klettstreifen erkennen jedoch l sst sich tendenziell einsch tzen dass die gr ten Verschiebungen bei Contai nern ohne Klettstreifen und die kleinsten Verschiebungen bei Containern mit Klettstreifen auftreten Zusammenfassend kann f r die hier durchgef hrten Feldversuche gesagt werden dass die Wirksamkeit des Klettstreifens nicht eindeutig nachgewie sen wurde Da diese Wirksamkeit jedoch im Mo
125. ersuche auf einer Spezialwirkmaschine mit einer speziell entwickelten Nadel die einen Nadelkopf mit Spitze besitzt Steppmaschine der Verarbeitungsprozess entspricht technisch einer modifizierten extrem groben N hwirktechnologie Die Bilder 2 2 15 und 16 zeigen Versuchsstand und Nadelbarre mit Spezialnadeln Trotz des ver nderten Nadelkopfes kam es auf Grund des festen Faserverbundes der von den Anwendern bevorzugten Vliesstoffvariante gt 600 g m fest vernadelt ebenfalls zu Verarbeitungsschwierigkeiten durch zeltartiges Aufw lben des Vlies stoffes anstelle des Durchstechens der Nadeln Bild 2 2 17 Bild 2 2 15 Versuchsstand Spezialwirkmaschine Bild 2 2 16 Spezialnadeln d g b Bild 2 2 17 Aufw lben des Vliesstoffes beim Durchstechen der Nadel Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 55 Der Einsatz feinerer Nadeln die zu geringeren Durchstichkr ften f hren war aus Zeit und Kostengr nden nicht m glich ebenso die Verwendung eines leistungsf higeren Motors evt anderer Getriebe usw Weitere Versuche erfolgten auf einer N hwirkmaschine Typ Malimo b N hwirkmaschine Typ Malimo Diese Technologie wurde als weitere M glichkeit f r die Herstellung des Versuchs materials untersucht Bild 2 2 18 Bild 2 2 18 Versuchsstand N hwirktechnik Malimo Maschine Typ 1410 In Vorversuchen wurde die prinzipielle Eignung dieser Technologie nachgewiesen und danach die masch
126. erung derartiger Geotextilien genutzt werden kann Bez glich des Rundwebens ist nach Abschluss des Projektes vorgesehen auf der Versuchsmaschine entsprechende Gewebe herzustellen zu konfektionieren und interessierten Stellen wie Feuerwehren Katastrophenschutzeinrichtungen und Flussbaubetrieben zur Begutachtung und zu Testzwecken anzubieten Bei positiver Resonanz und wirtschaftlich vertretbarer Herstellung ist geplant zur Realisierung dieser neuen Produktlinie einen Mitarbeiter neu einzustellen Bei einer zuk nftigen Markteinf hrung eines weiter optimierten Materials z B durch ein weiterentwickeltes Klettband kann ein neues Produktfeld gefunden werden bei dem Vliesstoffmaterial der Fa NAUE eingesetzt und auf dem Markt verkauft werden kann Durch die Partner STFI e V und Universit t Kassel sollen die Ergebnisse f r weitere Forschungsarbeiten auf den Gebieten geotextiler Container genutzt werden Optimierung der Klettverbindung unter Nutzung von Neuentwicklungen der Klettfoliehersteller neue Wege zur Vermeidung unerw nschten Klettens Gestaltung der Container Modellbildung Berechnung u a Bei den Baubetrieben liegen verwertbare Ergebnisse zum Einbau von haftenden geotextilen Containern vor die in der Praxis genutzt werden k nnen Voraussetzung Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 152 ist dabei die L sung der angegebenen noch zu untersuchenden Probleme zum Kletteffekt insbesondere im
127. es ttigt LD O gt O CO O LA O O gt O Scherspannung 1 kN m Scherspannung KN m 20 H gt gege 40 vr MAD m Fr eh 20 f V38 V42 d V39 0 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 5 10 15 20 Scherweg mm Scherweg mm EE sauber ges ttigt sauber ges ttigt sauber ges ttigt verunreinigt ges ttigt verunreinigt ges ttigt A6 80 E V45 E m V46 E Z V47 Z V V O O C 2 40 z C K Q Q 2 2 ZS 20 E O O 02 02 0 r 0 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 Scherweg mm Scherweg mm vej wem mer Menan o DET er o s 25 om Z Z x x D O ast C Lem gt mD S be 10 e e V52 e e V53 O O 5 0 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 Scherweg mm Scherweg mm Stapelsichere geotextile Container Anhang A7 An ene Sri verunreinigt nicht ges ttigt verunreinigt nicht ges ttigt verunreinigt nicht ges ttigt 100 em J lt I g Se m V55 NM EBI Ge D V56 V58 D gt mD am e A0 e Q Q D D E E p Hr o 0 0 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 Scherweg mm Scherweg mm An komp Sie verunreinigt ges ttigt
128. ettstrei Zeit min fen In Bild 2 4 30 und Bild 2 4 31 sind die Verschiebungen jeder Containerlage beider Modellversuche zu unterschiedlichen Laststufen f r den Modellversuch 1 und 2 dar gestellt Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 109 a b Schnitt 1 Schnitt 2 Schnitt 3 Containerlage Schnitt 1 Schnitt 2 Schnitt 3 a aa GESEIS wu ze np ER TE I EECHELEN Il 6e mum D 9 mn a 24 233 og E 28 ur ur u Bild 2 4 29 a Einteilung der Containerlagen zur Auswertung der gemessenen Verformungen b Schnittf hrung a b 1 1 Q Q A g 0 8 g 0 8 p N N d d 0 6 S 0 6 O SCH d O A Be Be u dp S 5 X D 50 4 804 J y t 2 P D 1 o 0 2 00 2 f X x 0 p E 0 _ ni R 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 2 4 6 8 Lageverschiebung u cm Relativverschiebung u cm Nullmessung ca 62kN 10 kN ca 75 kN 1 Wiederbelastung 50 kN ca 75 kN 2 Wiederbelastung Bild 2 4 30 Lagenweise Verschiebung der St tzkonstruktion bei Modellversuch 1 a Lageverschiebung u ber die Konstruktionsh he z b Relativver schiebung Au ber die Konstruktionsh he z Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 110 a b 1 1 CUP CUP F N N
129. evanten Publikationen bekannt 6 Ver ffentlichungen L king J Kempfert H G 2009 Load Bearing Behaviour of Geotextile Con tainers Using Velcro Strips Proceedings of the 17th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering The Academia and Practice of Geotechnical Engineering Alexandria Egypt 5 9 October 2009 Vol 1 pp 897 900 Seeger M Helbig R Arnold R Eh H Innovative technische Textilien Ubersichtsvortrag zur Fachtagung der Landessektion der IFWS Deutschland am 25 27 Mai 2008 in Annaberg Sachsen STFI e V DEKRA VDI Symposium 2009 Eurospeedway Lausitz Ladungssicherung auf Stra enfahrzeugen Begleitausstellung 8 9 10 2009 Vorstellung eines Modells zur Ladungssicherung mit klettf higen Containern auf Lkws Weitere Ver ffentlichungen sind vorgesehen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 153 7 1 2 3 4 gt 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Literatur http www binder gmbh com prod1 htm HEIBAUM M H Geotechnical Parameters of Scouring and Scour Countermea sures BUNDESANSTALT FUR WASSERBAU FEDERAL WATERWAYS ENGI NEERING AND RESEARCH INSTITUTE Mitteilungsblatt der Bundesanstalt f r Wasserbau Nr 85 2002 BEZUIJEN A KLEIN BRETELER M BERENDSEN E PILARCZYK KW Model tests on geocontainers placing accuracy and geotechnical aspects Geos
130. f die speziellen Bedingungen angepasst worden Dabei wurden standardisierte Baugruppen einer berwendlichn hmaschine Typ 8520 ausgetauscht sowie mit einer speziellen Transportvorrichtung f r schwere Materialien erg nzt Durch Modifizierung von Baugruppen wurde eine sehr haltbare berwendlich Naht erreicht die f r Vliesstoffe unterschiedlicher Fl chenmasse und Dicke geeignet ist so dass sie die vorgegebenen Anforderungen hinsichtlich der Haltbarkeit erf llt Auch die Vern hbarkeit des Vlieses mit Gitter und Klettstreifen war somit gegeben Das am besten geeignete N hgarn f r den vorgegebenen Einsatzzweck ist Gripo lene Polypropylen Tewecord blau Bild 2 3 6 berwendlichnaht mit Bild 2 3 7 berwendlichnaht Amann Garn Strobel N hmaschine Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 75 W pa A a A gel E p HSA Bild 2 3 8 berwendlichnaht der 8520 mit Bild 2 3 9 Kettenstichnaht mit Gripolene Polypropylen Ein Hand N hmaschine Maschinentechnik Zuschnitt Der Zuschnitt der Teile erfolgte zun chst mit einem Sto messer Das hat sich nicht bew hrt In einem weiteren Versuch wurden die Teile mit dem Rundmesser grob vorgetrennt und nach dem Relaxieren mit dem Bandmesser auf die exakte L nge nachgeschnitten Aufgrund der aufw ndigen Verfahrensweise wurde der Ablauf wei ter ver ndert und die oben beschriebene Zuschneidetafel mit Abl ng und Messvor richtung gebaut So war
131. fen Schnitt 3 b Modellversuch 2 mit Klettstreifen Schnitt 3 Stapelsichere geotextile Container Anhang A21 A 3 Messergebnisse der Feldversuche A 3 1 Anwendung im Binnenwasserbau Die Tabellen A 1 bis A 3 zeigen die aufgenommenen Messwerte Bild A 9 zeigt schematisch die Anordnung der Messpunkte Die Messwerte wurden nur relativ zu einander ohne bekannten H henpunkt aufgezeichnet Messpunkte die nicht mehr ausgef llt worden sind konnten aufgrund der Verschiebungen nicht mehr eingemes sen werden Der Messpunkt 6 befand sich 15 cm oberhalb der Gel ndeoberkante y mit Klettstreifen ohne Klettstreifen Errn er X 27 8 29 an Gr ge 25 26 I 94 34 24 23 22 1 20 19 118 17 16 15 8 9 Ap E l 7 N 12 VH 3 A 3 2 ES Im Schnitt 1 Schnitt 2 RTL ZELLE IKK LK RAR RL SORTE LT LTE Bild A 9 Schematische Anordnung der Messpunkte in der Frontansicht der Kon struktion gt 22 Tabelle A 1 Messwerte der einzelnen Messpunkte f r die Nullmessung und der 1 Messung in Metern Nullmessung nach Einbau 1 Messung Messpunkt 30 06 2008 02 07 2008 X y y x z x 1 000 16 094 0 142 0 919 16 122 0 150 1 247 14 974 0 013 1 152 14 993 0 044 1 202 13 896 0 083 1 111 12 779 0 131 1 039 11 125 0 152 1 129 1 001 0 927 0 600 0 553 0 949 0 959 0 939 0 961 0 775 0 883 13 902 12 812 11 098 7 910 3 626 0 927 1 921 2 801
132. festgelegt und Messpunkte gesetzt Im Anhang A 3 sind die Schnitte dokumentiert Zur Erfassung der Verschiebungen wurde jeder Messpunkt in Lage und H he ge messen Die Nullmessung wurde unmittelbar nach der Fertigstellung der Konstrukti on und dem Setzen der Messpunkte durchgef hrt siehe Anhang A 3 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 142 Bild 2 5 24 Dokumentation der Errichtung der Ram pe hinter der St tzkonstruktion Nach einer Liegezeit von rd 2 Monaten wurde vor der Belastung eine weitere Mes sung durchgef hrt Anschlie end wurde in zwei Stufen die Belastung durch Befahren der Rampe mit einem beladenen Radlader Gesamtgewicht ca 25 to aufgebracht siehe Bild 2 5 25 Bild 2 5 25 Belastung der St tzkonstruktion mittels Radlader Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 143 2 5 4 2 Auswertung und Erkenntnisse Bild 2 5 26 zeigt die horizontale Relativverschiebung Au der untersuchten Schnitte ber die Konstruktionsh he z Die Anordnung der Schnitte und die Messpunkte sind im Anhang A 3 dokumentiert Die Konstruktion zeigt darin ein deutliches Verschieben der oberen Schichten Die unteren Schichten haben sich um ca 2 cm verschoben Allerdings ist kein signifikan ter Unterschied in der Verwendung eines Klettstreifens erkennbar Konstruktionsh he z m en vor 1 nach 1 nach 2 Belastung Belastung Belastung 2
133. g des Bauwerks beitr gt So konnte in einem Versuch eine wesentliche Stabilit tsverbesserung erreicht werden indem zwischen zwei Containerlagen ein Klettbandstreifen lose eingelegt wurde Mit ansteigender Wellenbelastung klappten dabei die Container teilweise bis zum Klett band um Daraus ist zu erkennen dass wie im vorliegenden Projekt vorgesehen bei Containern mit Hafteigenschaften ber die gesamte Oberfl che eine wesentliche Stabilit tsverbesserung des Verbundes zu erwarten ist Werden klettende Elemente bereits bei der Herstellung des H llmaterials f r den Container eingearbeitet entf llt ein nachtr gliches aufw ndiges Aufkleben oder Aufn hen von Klettband bzw das manuelle Einlegen von Klettstreifen vor Ort und eine innovative wirtschaftliche L sung ist erreichbar Weitere Literaturstellen s 18 bis 27 In der Patentliteratur z B 26 wird der Gedanke beschrieben Kletthaft und verbindungselemente durch Kleben N hen oder Schwei en auf Umh llungen von Sands cken oder Matten anzubringen Das bedeutet aufw ndige Konfektionsarbei ten und hat sich deshalb nicht bew hrt Eine weitere Anwendung von Geotextilcontainern z B gro en Geoschl uchen und S cken aus Vliesstoff oder Gewebe PES PP ist die Entw sserung und Konsoli dierung von Abwasserschl mmen und Abf llen mit Schadstoffen sowie die Verbes serung der Abwasserqualit t Bild 6 Nach Untersuchungen in 19 kann diese neue innovative Technologie
134. gels Damit wurde eine einfache und effektive Ma nahme umgesetzt die dem sanften K stenschutz den wirtschaftlichen Interessen am Tourismus und den ko Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 21 logischen Anforderungen dient Wirtschaftlichkeitsanalysen ergaben eine Amortisa tion der Baukosten 2 2 Mio A in weniger als einem Jahr Betriebszeit 16 Dass die Wahl auf geotextile Mega Sandcontainer als Bauelemente fiel ist zum einen in der wirtschaftlichen und effektiven Wirkungsweise der eingesetzten mechanisch verfestigten Vliesstoffe 50 Ersparnis gegen ber herk mmlicher Bauweise mit starren Bauelementen und zum anderen im verminderten Verletzungsrisiko f r die Surfer in der Flexibilit t und Anpassungsf higkeit begr ndet Modelluntersuchungen zur hydraulischen Stabilit t und hydraulische Prozesse an Bauwerken f r die D nensicherung von geotextilen Containern unter Wellenbelas tung sind in 17 beschrieben Dabei wurden die Kenngr en des Seegangs sowie die Abmessungen der Bauwerkselemente variiert Es wird beschrieben dass es unter entsprechender Belastung des Bauwerks bis zu einem F llgrad von 80 zum Gleiten und bei h herem F llgrad zu einer Rotation der Container kommt Au er dem kann vertikales Abheben der S cke im Kronenbereich auftreten Orbital geschwindigkeit der Wellen Es ist ableitbar dass eine Erh hung der Haftung zwi schen den Containern entscheidend zur Stabilisierun
135. gen wurde an der Au enseite jedes Contai ners mittig ein Messpunkt platziert der mit dem Tachymeter angemessen wurde Als Tachymeter wurde eine Leica TCR 702 verwendet Die Messung basiert auf der Aufnahme von Horizontal und Vertikalwinkel sowie der Schr gdistanz durch reflek torlose Messung wodurch geb ndelte Laserstrahlen das zu messende Objekt fo kussieren und durch einen am Messinstrument befindlichen Sensor aufzeichnen Zur Kontrolle der Verschiebungsmessungen wurde an Container Nr 12 zus tzlich ein horizontaler Wegaufnehmer befestigt Die Kontrollergebnisse sind in Bild 2 4 26 dar gestellt Es wurde eine sehr gute bereinstimmung erzielt Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 106 a b 100 mn GE EE Wegau 120 Wegauf S ai E tachym tachyme Se Se 100 Aufnah Sen Sen gt Rn Lat pr Eu d SR l V I Ia l We SCH u i d l I gi 2 O Se e g gt 5 E 40 4 S no H D A no no 20 A oC E oc oc 88 ER 20 f gS 35 EK o gt P E w S A A 0 A A A 0 1 2 3 4 5 6 A 2 4 6 8 10 12 horizontale Verschiebung u cm horizontale Verschiebung u cm Bild 2 4 26 Kontrolle der Verschiebungsmessung a Modellversuch 1 b Modellversuch 2 2 4 3 3 4 Darstellung der Versuchsergebnisse und Auswertung W hrend der Versuchsdurchf hrung trat bei beiden Versuchen bei einer Auflast von ca 65 KN aufgrund der Verschiebungen d
136. gt Kletttyp 3 V 88 verunreinigt ges ttigt ohne Klett V 41 verunreinigt ges ttigt Kletttyp 3 V 94 sauber n ges ttigt Kletttyp 2 V 8 verunreinigt n ges ttigt Kletttyp 2 V 24 Bild 2 4 17 verunreinigt ges ttigt Kletttyp 2 V 38 Scherspannungs Scherweg Diagramm f r unterschiedliche Randbedingungen Bei Kleitstreifentyp 3 und ohne der Verwendung von Klettstreifen ist kein signifikan ter Unterschied im Verhalten der maximal zu mobilisierenden Scherspannung er kennbar vgl V 23 mit 41 und V 88 mit V 94 Bei Klettstreifentyp 2 ist im ges ttigten Zustand eine h here Scherspannung mobilisierbar als im unges ttigten Unabh ngig des Ergebnisses von V 38 ist davon auszugehen dass im verunreinigten Zustand der S ttigungsgrad nur einen geringf gigen Einfluss hat Falls ein Einfluss vorhan den ist scheint dieser wie bei V 38 die Ergebnisse auf der sicheren Seite liegend zu beeinflussen 2 4 3 2 6 Ableitung von Adh sionsparametern Aufbauend aus den Kleinrahmenscherversuchen wird nachfolgend ein Adh sions faktor abgeleitet mit dem die Wirkung des Klettstreifens quantitativ erfasst werden kann Beim Verbund von Vliesstoff mit dem Klettstreifen k nnen mechanische Adh sionskr fte wirken indem eine Verhakung der Fasern des Vliesstoffes mit den Klett streifen erfolgen kann Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 96 Unter Adh sion wird ein spannungsunabh ngiges Zu
137. gt sauber nicht ges ttigt sauber nicht ges ttigt sauber nicht ges ttigt rs E 1 Abscherunc sauber nicht ges ttigt vernadelt Typ 3 35 5 Abechernine sauber nicht ges ttigt en DR e 3 Abscherune 1600 100 140 on gt 120 5 e 100 ONS O L O G C DU q g c f C S 60 7 B D D 2 40 1 20 0 0 0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 Scherweg mm Scherweg mm Stapelsichere geotextile Container Anhang A11 An ene Sri verunreinigt nicht ges ttigt verunreinigt nicht ges ttigt verunreinigt nicht ges ttigt 100 140 a 120 E 80 ES lt lt 100 gt 60 D D 80 40 g 60 Q Q 5 2 2 2 m E 20 2 S 0 0 0 5 10 15 20 A 5 10 15 20 Scherweg mm Scherweg mm EE verunreinigt ges ttigt verunreinigt ges ttigt 3 verunreinigt ges ttigt sauber nicht ges ttigt sauber nicht ges ttigt Al2 100 Scherspannung t KN m Scherspannung t KN m 0 0 5 10 15 20 A 5 10 15 20 25 Scherweg mm Scherweg mm Spannung on Gewebe mit siehe ae Gewebe ohne siehe Sa V 101 sauber nicht ges ttigt V 102 sauber nicht ges ttigt V 103 sauber nicht ges ttigt 240 200 Z 2 B A 160 V V F D D 5 C e z 2 120 f C C OO CO i e a 80 u ab Ji ab
138. h Versetzen vorhandener Maschinen und Anlagen entsprechende Bedingungen f r die Versuchsreihen geschaffen Weitere bauliche Ver nderungen waren notwendig z B das Verlegen von Elektro anschl ssen Durch Weiterentwicklung ist ein Fertigungsplan f r dieses Produkt er Abschnitt 2 3 wurde ma geblich durch Flexitex GmbH erarbeitet Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 72 stellt worden Anlage 1 Um eine exakte Durchf hrung der Versuche zu sichern wurden Ablaufpl ne erstellt Die Anpassung der notwendigen Maschinentechnik an die besonderen Bedingungen des Herstellens von klettf higen geotextilen Containern wurde durchgef hrt Umbau des Kreismessers auf Ein Mann Bedienung unter sicherheitsrelevan ten Aspekten Maschinentechnische Anpassung der N hmaschine durch Ersatz von Baugruppen Herstellen eines passenden Zuschneidetischs zum Abl ngen und Zusammen schlagen der berdimensionalen Teile Bild 2 3 1 Umpgebautes Kreismesser mit Abschaltvorrichtung auf dem neuen Zuschneidetisch Ein Mann Betrieb 2 3 3 Versuchsdurchf hrung Innerbetrieblicher Transport Entsprechend den gemeinsamen Absprachen mit den Kooperationspartnern wurden die Vliese in Rollen bei der Flexitex GmbH angeliefert und zwischengelagert Je nach Versuchsprogramm wurde die entsprechende Rollenanzahl zur die vorbereite ten Fl che transportiert und auf eine eigens daf r angefertigte Abrollvorrichtung ge
139. hlie en dass der Ma stabseffekt einen Einfluss auf das Tragverhalten hat So verhielt sich der Container mit Klettstreifen im Modellversuch steifer als der Contai ner mit Klettstreifen auf der Baustelle Aufgrund der positiven Erfahrungen in den Modellversuchen wird erwartet dass kleinere Container mit Klettstreifen als Sofort ma nahmen im Katastrophenfall z B als Hochwasserschutz erfolgreich angewen det werden k nnen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 145 Auswertung und Zusammenfassung Es wurden mehrere Prinzipl sungen f r innovative Geotextilien mit klettenden Eigenschaften erarbeitet und in ersten Praxistests untersucht Die Komponenten der Klettverbindung haften nach dem Prinzip Klettverschluss aneinander Ausgangspunkt waren folgende textile Verfahren Wirktechnik mit Vliesstoffzuf hrung e Kombination von Vliesstoff mit aus Klettfolie geschnittenen Klettf den e Kombination mit weiteren Elementen wie zugfesten Geogittern oder anderen Materialien Rundweben Herstellung schlauchf rmiger Textilien Einsparung von Konfektionsauf wand bei Integration beider Komponenten der Klettverbindung sowie Last aufnehmender Strukturelemente bei der Anwendung textiler Schl uche aus Rundgewebe wurde die Kombination von Flausch z B Vliesstofff den und Klettelementen z B F den aus Micrplast Klettfolie genutzt Vliesstoffentwicklung Um eine entsprechende Festigkei
140. hs Darstellung der horizontalen Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z f r die untersuchten Container Darstellung des Versuchsaufbaus Bef llen der Container a Detailansicht Klemmvorrichtung b Klemmvorrichtung an der Gabel eines Radladers c F llvorgang mittels Bagger Kornverteilungskurve nach DIN 18123 f r das verwendete F llmaterial Bau der St tzkonstruktion a Verlegen der Container b Anpressen der Container c Lagenweiser Aufbau d Letzte Lage um 90 gedreht angeordnet Dokumentation der Errichtung der Rampe hinter der St tzkonstruktion Belastung der St tzkonstruktion mittels Radlader Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 9 Bild 2 5 26 Darstellung der Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z f r den Schnitt 1 ohne Klettstreifen den Schnitt 2 bergangsbereich und den Schnitt 3 mit Klettstreifen Bilder in der Anlage Bild A 1 Bild A 2 Bild A 3 Bild A 4 Bild A3 Bild A 6 Bild A 7 Bild A 8 Bild A 9 Bild A 10 Bild A 11 Lagenweise Verschiebung der St tzkonstruktion bei Modellversuch 1 Schnitt 1 a Lageverschiebung u ber die Konstruktionsh he z b Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z Lagenweise Verschiebung der St tzkonstruktion bei Modellversuch 2 Schnitt 1 a Lageverschiebung u ber die Konstruktionsh he z b Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z Relativ
141. ichnaht mit wei em N hgarn PP 1100 dtex auf einer Doppelkettstichn h maschine der Firma SL Spezialn hmaschinenbau Limbach Oberfrohna ausgef hrt Bild 2 2 42 Konfektionierte S cke aus Schlauchgewebemuster nach Versuch 3 Versuch 4 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 69 Das versuchsweise f r den flauschigen Anteil eingesetzte Baumwollgarn erwies sich als nicht geeignet zusammen mit den eingesetzten Microplast B ndchen die not wendige Haftung aufzubringen Versuch 5 Anstelle eines flauschigen Fadenanteils wurde auch im Schuss ein B ndchen Microplast 25443 eingesetzt Im Ergebnis zeigte sich eine relativ starke Haftung der Gewebeoberfl chen aneinander In der Praxis w rde dies zu erheblichen Problemen beim Handling der S cke f hren F r alle Versuche ist feststellbar Die Microplast B ndchen waren in allen Versuchen ohne Probleme verarbeitbar Verdrehungen traten auf Grund der Verwendung geeigneter Fadenf hrungseinrich tungen nicht auf An Pr flingen ausgew hlter Versuchsmuster wurden Scherversuche am Institut f r Geotechnik und Geohydraulik der Universit t Kassel durchgef hrt siehe auch Ab schnitt 2 4 3 2 Auflastspannung 35 KN m Vorschubgeschwindigkeit imm min Da bei wurden Gewebe nach Versuch 3 und herk mmliches Polypropylen Gewebe ver glichen Des Weiteren wurde f r die Gewebemuster 3 und 3 V ohne Klettband das Kraft Dehnungs Verhalten in Kett und
142. icht V103 durchgef hrt V106 durchgef hrt 2 4 3 2 7 Wiederholungsversuche In Bild 2 4 20 sind die Ergebnisse mehrerer Wiederholungsversuche dargestellt Es l sst sich erkennen dass diese Versuche eine gute bereinstimmung zeigen Den noch haben die Erfahrungen bei den Versuchen auch gezeigt dass eine hohe Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 99 Streubreite vorhanden ist welches bei den Versuchen V 6 V 52 und V 70 deutlich wird a b 97 Co 100 24 I _ a E za ES 80 3 lt g 7 lt L e ZE ffe 2 15 we u IE See g 40 S 9 009 i J D i a D e 6f 20 v8 _ o 2 Or GE 0 4 8 12 16 20 0 5 10 15 20 25 Scherweg mm Scherweg mm Bild 2 4 20 Darstellung ausgew hlter Wiederholungsversuche 2 4 3 2 8 Gro rahmenscherversuche zur Bestimmung des Klettstreifenab stands Erg nzend zu den Kleinranmenscherversuchen wurden mehrere Versuche im Gro rahmenscherversuch durchgef hrt um eine Aussage zum optimalen Abstand der Klettstreifen zueinander treffen zu k nnen Die Ergebnisse aus den Abschnitten 2 4 3 3 und 2 5 vorwegnehmend verh lt sich ein Container mit Klettstreifen steifer als ohne Von daher k nnte die M glichkeit be stehen unter Verwendung eines zu engen bstandes dass die Verformbarkeit des Containers eingeschr nkt werden k nnte Ebenso besteht bei einem zu geringen Abstand die Gefahr dass beim Einbau die Klettstreifen a
143. icklung bis hin zur praktischen Erprobung und berleitung textiler Prinzipl sungen in die industrielle Produktion Seit langem wird in vielf ltiger Weise mit Beh rden und in interdisziplin ren Forschungsgruppen zusammengearbeitet z B mit der Feuerwehr und dem Technischen Hilfswerk Chemnitz bei der Erprobung von neuartigen textilen L sungen f r den Wasserbau Im Ergebnis entstand eine Vielzahl von Produktideen z B gewirkte und rundgewebte Schl uche f r Verpa ckungss cke und geotextilummantelte Sands ulen die in gro em Umfang kom merziell genutzt werden allein ca 66 000 Sands ulen zwischen 4 14 m L nge im DASA Projekt Hamburg Finkenwerder 2002 2003 NAUE GmbH Co KG ist ein erfahrener Hersteller von Vliesstoffen f r eine Vielzahl von Anwendungen und besitzt umfassendes Know how in der Entwicklung von Pro dukten f r geotextile Einsatzzwecke Die Firma Flexitex GmbH ist ein aufstrebendes kleines ostdeutsches Unternehmen mit dem notwendigen Fachpersonal sowie umfangreichen Erfahrungen in der textilen Fertigung technischer Textilien 40 vom Umsatz Teilgebiet des Firmenprofils ist Konfektions und Zuschnitttechnik In Kooperation mit Flexitex GmbH arbeitet SL Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 15 Spezialn hmaschinenbau Limbach GmbH amp Co KG seit Jahrzehnten Spezialist auf dem Gebiet Konfektionsmaschinenbau f r technische Textilien Die Maschinenfabrik Einsiedel GmbH ist eb
144. ierigkeiten so dass weitere Versuche auf einer N hwirkmaschine vorgesehen wurden Auf Grund des hohen Aufwandes wurden an der Steppmaschine im Projekt keine Umbauarbeiten vorgenommen Es wird eingesch tzt dass mit feineren Nadeln einem leistungsf higeren Motor sowie anderem Getriebe verbesserte Ergebnisse erreicht werden k nnen Derartige Untersuchungen sollten Inhalt von Folgearbeiten sein N hwirkmaschine Typ Malimo e 7 In den Versuchen wurde die Eignung dieser Technologie nachgewiesen und die maschinellen und technologischen Voraussetzungen durch Bau von Zu satzeinrichtungen angepasst Das betrifft insbesondere Einrichtungen zur Zuf hrung des Vliesstoffs der Masche bildenden F den und der Klettb nd chen Die Maschine wurde mit speziellen Exzentern ausgestattet sowie ein geeigneter Nadeltyp ermittelt In den Versuchen wurden Maschinenein stellungen Grundfadenmaterial sowie die Bindung zum Fixieren der Klett streifen auf dem Vliesstoff variiert Trikotlegung durch Fransefaden beidseitig abgebunden Aufn hen breiterer Microplast Folie mit Fransef den Die Fadenl nge pro Masche muss mit gen gend Dehnungsreserve einge stellt werden um das Rei en des Fadens unter Dehnungsbelastung 30 im Gebrauch zu vermeiden Bei der optimierten Variante erreichte zuerst der Vliesstoff seine Belastungsgrenze Das verwendete Microplast Klettmaterial wies einen Wert von etwa 300 Bruchdehnung auf Rundweben R F r di
145. im Erdbau des Stra enbaus 2005 TL Geok E StB Technische Lieferbedingungen f r Geokunststoffe im Erdbau des Stra en baus 2005 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 26 2 1 2 Filterwirksamkeit der Geotextilien Der Einsatz von Vliesstoffen als Umh llung weist Vorteile hinsichtlich der Filterwirk samkeit auf Bodenr ckhalteverm gens bei gleichzeitiger hoher Wasserdurchl ssig keit In Analogie zur Kornfiltertechnologie bieten Vliesstoffe aufgrund ihrer Dicke und des hohen Porenvolumens 90 optimale Randbedingungen f r ein gew nschte Tiefenfiltration Bei der Anwendung von geotextilen Filtern sind zwei gegenl ufige Eigenschaften nachzuweisen die in der Bemessung durch eine mechanische Filterfestigkeit Bo denr ckhalteverm gen und durch eine hydraulische Filterwirksamkeit druckfreie Wasserableitung d h kleine hydraulische Gradienten ber cksichtigt werden Vorlie gend werden die Filterregeln nach DVWK 1992 herangezogen Das Ma des Bodenr ckhalteverm gens ist durch die wirksame ffnungsweite Osow mm gekennzeichnet und definiert die Korngr e die in einem Nasssiebverfahren zu 90 von einem Geotextil zur ckgehalten und zu 10 hindurchgesp lt wird Die wirk same Offnungsweite das Verfahren zu deren Definition und die Filterregeln zur me chanischen Festigkeit bilden zusammen eine aufeinander abgestimmte Einheit F r einen Nachweis der Filterwirksamkeit des gew hlten Vlies
146. ine rasante Entwicklung hinsichtlich Bauweisen und Produkttechnologie durchlaufen Getrennt nach Fachbereichen wurde eine gro e Anzahl von deutschsprachigen Empfehlungen und Regelwerken f r eine Vielfalt von Anforderungen erarbeitet und neue Forschungsfelder erschlos sen Die fr her in Frage gestellte Funktionsdauer von Geokunststoffen wird heute an der Funktionsdauer der zu planenden Bauwerke gemessen F r PEHD Dichtungs bahnen Dr nsysteme und Bentonitmatten mit Nachweisen zur Eignung f r Deponien wurden Funktionsdauern von deutlich mehr als 100 Jahren nachgewiesen Die be messungsrelevanten Einfl sse auf das Langzeitverhalten in Abh ngigkeit von der Funktion sind erfasst und in den Regelwerken ber cksichtigt Im Grundbautaschenbuch Teil 2 6 Auflage 2001 Abschnitt Geokunstststoffe in der Geotechnik und im Wasserbau Autoren Saathoff amp Zitscher werden folgende Vor raussetzungen bei Einsatz geotextiler Container mit einem F llvolumen von z B 1m Abmessungen ca 1 30 m x 2 65 m empfohlen Das Geotextil muss eine ausreichende Festigkeit Robustheit f r einen maschinellen Transport aufweisen Als Erfahrungswert gilt eine H chstzugfes tigkeit 2 30 kN m Die Robustheit ist von u a vom Fl chengewicht und der H chstzugkraftdehnung abh ngig Die N hte sollten mindestens 80 der Festigkeit des Geotextils aufweisen Nicht ausreichend UV best ndiges Material ist nur f r einen befristeten Ein satz geeignet Eine
147. inellen und technologischen Voraussetzungen durch den Bau von Zusatzeinrichtungen und die Ausstattung der Maschine angepasst insbesondere durch Einrichtungen zur Zuf hrung des Vliesstoffs der Masche bildenden F den und der Klettb ndchen Die Maschine wurde mit speziellen Exzentern ausgestattet sowie die Eignung unterschiedlicher Nadeltypen untersucht Au erdem wurden Maschineneinstellungen Grundfadenmaterial sowie die Bindung zum Fixieren der Klettstreifen auf dem Vliesstoff variiert Trikotlegung durch Fransefaden beidseitig abgebundener Schuss Aufn hen breitere Microplast Foliestreifen mit Fransef den Bilder 2 2 19 bis 22 Die Materialeigenschaften wurden durch textilphysikalische Pr fungen ermittelt Monofilgarn war auf Grund des kleinen Umlenkwinkels an der Nadel schwierig zu verarbeiten Fadenbr che Es war notwendig die Fadenl nge pro Masche mit gen gend Dehnungsreserve ein zustellen um ein Rei en des Fadens unter Dehnungsbelastung im Gebrauch zu vermeiden Dazu wurde schrittweise die Fadenl nge Masche ver ndert und das Kraft Dehnungs Verhalten ermittelt Abgleitet von den zu erwartenden Beanspru Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 56 chungen sollte der Vliesstoff Klett Verbund eine Mindestdehnbarkeit von 30 besitzen Die Fadenl nge Masche wurde solange variiert bis der Verbund den im Diagramm Bild 2 2 25 Abschnitt 2 2 2 4 gezeigten Wert gt 30 aufwies Bei der optimiert
148. iner gemeinsamer Schlussbericht 98 Tabelle 2 5 1 Aus den Rahmenscherversuchen ermittelte Adh sion a und Rei bungswinkel f r die untersuchten Zust nde Zustand ohne Kletttyp Kletttyp 3 Kletttyp 6 Klettstreifen 1 und 2 sauber a 0 kN m a 8 3 kN m a 72 2 kN m a 138 kN m nicht ges ttigt 23 9 p 21 8 p 30 5 p 31 6 sauber a 0 kN m a 7 7 kN m a 79 0 kN m nicht ges ttigt p 27 6 p 19 3 p 16 2 durchgef hrt verunreinigt a 0 kN m a 24AkN m a 0kN m a 17 5 kN m nicht ges ttigt 34 9 p 29 3 p 32 6 p 44 verunreinigt a 0 kN m a 3 3kN m a 4 6kN m nicht ges ttigt o 35 1 o 30 5 p 28 4 durchgef hrt F r die in Bild 2 4 19 ermittelten Kennwerte wurden die in Tabelle 2 5 2 aufgezeig ten Versuche verwendet Tabelle 2 5 2 Dokumentation der verwendeten Versuche f r die in Bild 2 4 19 ermit telten Kennwerte sauber sauber verunreinigt verunreinigt nicht ges ttigt ges ttigt nicht ges ttigt ges ttigt ohne V9 V20 V67 V31 V33 V35 V23 V109 V37 V39 V41 Klett V68 V69 V107 V108 V110 V111 Kletttyo VA V6 V8 V32 V34 V36 V24 V26 V43 V38 V40 V42 1und2 V13 V15 V17 V45 V46 V47 V44 V55 V56 V48 V49 V61 V29 V30 V52 V59 V60 V57 V58 V62 V63 V70 Kletttyp 3 V78 V82 V83 V91 V92 V93 V88 V89 V90 V94 V95 V96 V84 V85 Kletttyp 6 V101 V102 nicht V104 V105 n
149. iner aus Terrafix Vliesstoffen Flyer 2002 bei Naue Fasertechnik GmbH amp Co KG L bbecke HEERTEN G JACKSON A RESTALL S SAATHOFF F New developments with mega sand containers of nonwoven needle punched geotextiles for the construction of coastal structures Int Conference on Coastal Engineering 2000 Abstract Book Sydney Australia 2000 HEERTEN G JACKSON A RESTALL S STELLJES K Environmental benefits of sand filled geotetxile structures for coastal applications Int Conference on Geotechnical and geological Engineering Melbourne Australia 2000 Naue Fasertechnik GmbH amp Co KG Weltrekord mit Terrafix Flyer zum Projekt K nstliches Riff in Australien Eigenverlag 2000 STELLJES K SAATHOFF F HEERTEN G New applications with nonwoven geotextile sand containers for soft coastal structures Int Conference on new trends in water and environmental engineering 2000 Capri Italy Balkema Publishers 2000 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 154 18 119 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 OUMERACI H BLECK M HINZ M KUBLER S Gro ma st bliche Untersuchungen zur hydraulischen Stabilit t geotextiler Container unter Wellenbelastung Bericht Nr 878 Leichtweiss Institut f r Wasserbau Hydromechanik und K steningenieurwesen TU Braunschweig 2002 FOWLER J DUKE M SCH
150. inigung und S ttigung 93 2 4 3 2 6 Ableitung von Adh sionsparametern 95 2 4 3 2 7 Wiederholungsversuche 98 2 4 3 2 8 Gro rahmenscherversuche zur Bestimmung des Klettstreifenabstands 99 2 4 3 2 9 Zusammenfassung 101 2 4 3 3 Nachbildung einer St tzkonstruktion 102 2 4 3 3 1 Zielsetzung 102 2 4 3 3 2 Versuchsaufbau der St tzkonstruktion 102 2 4 3 3 3 Messungen w hrend der Versuchsdurchf hrung 105 2 4 3 3 4 Darstellung der Versuchsergebnisse und Auswertung 106 2 4 3 4 Numerische Untersuchung 113 2 4 3 4 1 Zielsetzung 113 2 4 3 4 2 Berechnungsmodell 113 2 5 Praktische Anwendungsuntersuchungen 122 2 5 1 Zielsetzung und Allgemeines 122 2 5 2 Anwendung im Binnenwasserbau 122 2 5 2 1 Versuchsdurchf hrung 122 2 5 2 2 Auswertung und Erkenntnisse 127 2 5 3 Anwendung im K stenschutz 128 2 5 3 1 Versuchsdurchf hrung 128 2 5 3 2 Auswertung und Erkenntnisse 137 2 5 4 Anwendung im Erdbau 137 2 5 4 1 Versuchsdurchf hrung 137 2 5 4 2 Auswertung und Erkenntnisse 143 2 5 5 Zusammenfassung der Feldversuche 144 3 Auswertung und Zusammenfassung 145 4 Voraussichtlicher Nutzen und Verwertbarkeit der Ergebnisse 151 5 W hrend der Durchf hrung bekannt gewordene Fortschritte 151 6 Ver ffentlichungen 152 Literaturverzeichnis 153 Anlagen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 3 Verzeichnis der Bilder Bild 1 1 Bild 1 2 Bild 1 3 Bild 1 4 Bild 1 5 Bild 1 6 Bild 1 7 Bild 1 8 Bi
151. ld 1 9 Bild 2 2 1 1 Bild 2 2 1 2 Bild 2 2 1 3 Bild 2 2 1 4 Bild 2 2 1 5 Bild 2 2 1 6 Bild 2 2 1 7 Bild 2 2 1 8 Bild 2 2 2 1 Bild 2 2 2 2 Bild 2 2 2 3 Bild 2 2 4 Bild 2 2 5 Bild 2 2 6 Bild 2 2 7 Bild 2 2 8 Partner und unterst tzende Firmen in Deutschland Vor bergehende Kolk Reparatur unter Verwendung eines geotextilen Containers Klappschute mit Geotextilcontainer 5 Einbau eines Terrafix Soft Rock Wellenbrechers mit einer Klappschute 6 Querwerk zur Beeinflussung der Str mungsverh ltnisse aus Terrafix Soft Kolkschutz an Bauwerken mit Terrafix Soft Rock Naue 6 Geoschlauch nach der Verf llung mit schadstoffhaltigem Material 19 Geosynthetischer Schlauch als Fl ssigkeitstank Foto BRADLEY 2 Einbau von Geokunststoffummantelten S ulen Schematische Darstellung der mechanischen Vliesbildung Faservorbereitung durch Mischen und Offnen Bsp Fa Tr tzschler Schematische Darstellung der mechanischen Vliesbildung Krempel Bsp Fa Spinnbau Schematische Darstellung der mechanischen Vliesbildung Kardierprinzip Mechanische Vliesbildung Kardierprinzip Faser bergabe Schematische Darstellung der mechanischen Vliesverfestigung Vernadelungsverfahren Prinzip der mechanische Vliesverfestigung Vernadelungsverfahren feste Oberfl che Prinzip der mechanischen Vliesverfestigung Vernadelungsverfahren flauschige Oberfl che Vernadelungszone Bsp Mas
152. llziehbare Annahmen getroffen werden mussten Somit ist prim r die Modellierung der Container und das Verbund verhalten zuk nftig einer weiterf hrenden Bearbeitung zu unterziehen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 121 Es wird empfohlen die numerische Berechnung vergleichend bei der Dimensionie rung von Bauwerken aus Containern anzuwenden um damit weitere Erfahrungswer te zu sammeln a b 12 12 10 10 S E gt 8 28 i xX X Ze 1 Zei O O 2 bt ERR i LU FEM LU t FEM 2 hinter Container Nr 14 2 hinter Container Nr 14 hinter Container Nr 15 f hinter Container Nr 15 0 0 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 Laststufe kN Laststufe kN Bild 2 4 41 Vergleich der Erddruckspannungen en aus den numerischen Berech nungen und den Messergebnissen a Modellversuch 1 ohne Klett streifen b Modellversuch 2 mit Klettstreifen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 122 2 5 Praktische Anwendungsuntersuchungen 2 5 1 Zielsetzung und Allgemeines Um die Erkenntnisse aus den Modellversuchen und den numerischen Berechnungen in der Praxis zu berpr fen wurden drei Feldversuche aus den Bereichen Binnen wasserbau K stenschutz und Erdbau durchgef hrt Die Feldversuche und die dabei gewonnenen Erkenntnisse und Erfahrungen werden im Folgenden dokumentiert Alle a
153. lsetzung In Abschnitt 2 4 3 2 konnte aufgrund der Verwendung von Klettstreifen eine Steige rung der Tragf higkeit in der Verbundfuge experimentell ermittelt werden Ziel der in diesem Abschnitt beschriebenen Versuchsreihe ist die Untersuchung des System verhaltens einer St tzkonstruktion die aus Containern mit und ohne Klettstreifen be steht Es soll festgestellt werden inwiefern eine in den Elementversuchen festge stellte Verbundsteigerung auf einen Systemversuch bertragen werden kann Insge samt wurden zwei Versuche durchgef hrt Bei Versuch 1 wurden Container ohne Klettstreifen und bei Versuch 2 Container mit Klettstreifen verwendet 2 4 3 3 2 Versuchsaufbau der St tzkonstruktion Die St tzkonstruktion im Ma stab von ca 1 3 wurde in einem Versuchsstand mit den Innenabmessungen von 3 05 m x 1 10 m errichtet Bereits im Vorfeld des Einbaus wurden die W nde des Versuchsstandes eingefettet und mit einer d nnen Folie ummantelt um Reibungseinfl sse zwischen den W nden der Versuchskonstruktion und den Containern oder dem Modellsand zu minimieren Die ungef llten Container waren dreiseitig vern ht und wiesen eine Abmessung von ca 0 55 m x 0 4 m auf L nge x Breite Jeder Container wurde mit rd 26 kg Sand bef llt um einen F llgrad von ca 80 zu erreichen Die Abmessungen der gef llten Container waren ca 0 55 m x 0 4 m x 0 1 m L nge x Breite x H he Nach dem F l len wurden die Container mit einer Industrien hmaschine
154. lung hochfester textiler Strukturen mit Kletteigenschaften 2 2 1 Versuche zur Vliesstoffentwicklung 2 2 2 Entwicklung von Verbundstrukturen mit Kletteigenschaften Maschentechnologien 2 2 2 1 Untersuchungen zur Herstellung der Klettf den b ndchen 2 2 2 2 Vliesstoffverbunde unter Nutzung der Wirktechnologie Vliesraschelmaschine RS3 MSUS V 2 2 2 3 Vliesstoffverbunde nach der N hwirktechnologie 2 2 2 4 Angaben zu ausgew hlten Pr fungen 2 2 3 Rundwebverfahren 2 2 3 1 Ausgangssituation und Voruntersuchungen 2 2 3 2 Versuchsdurchf hrung 2 2 3 3 Versuchsergebnisse Entwicklung einer Zuschnitt und Konfektionstechnologie f r die stapelf higen geotextilen Container 2 3 1 Allgemeines 2 3 2 Organisation der Abl ufe 2 3 3 Versuchsdurchf hrung 2 3 4 Pr fung der Nahteigenschaften 2 3 5 Optimierungsarbeiten 10 11 11 12 13 17 18 24 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 2 2 4 Theoretische experimentelle und numerische Untersuchungen zum Tragverhalten von geotextilen Containern 80 2 4 1 Allgemeines 80 2 4 2 Grundlagen zum Tragverhalten von Containern 80 2 4 3 Untersuchungen zum Verhalten der Container im Verbund 83 2 4 3 1 Allgemeines 83 2 4 3 2 Scherversuche 84 2 4 3 2 1 Allgemeines 84 2 4 3 2 2 Wirksamkeit des Klettstreifens 86 2 4 3 2 3 Einfluss unterschiedlicher Vliese und Gewebe 87 2 4 3 2 4 Einfluss unterschiedlicher Klettstreifentypen 88 2 4 3 2 5 Einfluss von Verunre
155. m Zuschnitt von je nach Vorspannung bis zu 10 ausgeglichen Ursache Aufwicklung an der N hwirkmaschine unter Spannung Untersuchungen zu verschiedenen Nahtformen und N hmaschi nentypen Ung nstig auf die Naht wirkten sich Schwankungen der Materialdicke des e Vliesstoffes auf die Gleichm igkeit der Nahtr nder aus Es ist notwendig dass die Vliesstoffdicke nicht zu stark schwankt insbesondere dass in jedem Fall eine ausreichende Festigkeit eingehalten wird Die Enden der Wirkf den der Franse Bindung mit denen die Klettstreifen auf dem Vliesstoff eingebunden waren sollten durch Verkleben gesichert wer den Geotechnik Theoretische experimentelle und numerische Untersuchungen zum Tragverhalten von geotextilen Containern e 7 Ei Ei Ei Aus Laboruntersuchungen ergab sich bei gleicher Auflast ein signifikanter Unterschied in der maximal bertragbaren Scherspannung Das hei t Klett streifen tragen zur Erh hung der Tragf higkeit bei Die Quantifizierung dieser Zunahme h ngt wesentlich vom verwendeten Klettstreifentypen ab Mit den Klettstreifentypen 3 und 6 wurde eine deutliche Erh hung der Scherfestigkeit erzielt wobei die Ergebnisse mit dem doppelseitigen Klettstreifentyp 6 signifikant ber denen Klettstreifentyp 3 liegen Typ 3 342 Klettelemente cm h chste Anzahl in den Versuchen flexibel Typ 6 doppelseitig klettend hohe Anzahl von 288 Klettelemente cm pro Seite Der Klettstreif
156. material mit beidseitiger Anordnung von Klettelementen back to back einbezogen was erhebliche Vorteile hinsichtlich des Haftverm gens bringt Dieses Material Microplast Back to Back 70 2x 2838 HX200 PP2 war zum Zeitpunkt der Projektbearbeitung von der Herstellerfirma noch nicht in gr eren Mengen verf gbar soll jedoch zuk nftig auf den Markt verf gbar sein Ein weiteres Klettmaterial Velcro UM 866 mit anderer Form der Kletth kchen zeigt Bild 2 2 2 2 Dieses Material ist im Gegensatz zum Material nach Bild 2 2 2 1 die der Haftkraft richtungsabh ngig Die beidseitige Variante war auf der Wirkmaschine schwer verarbeitbar Die breite Klettfolie wurde mithilfe einer Schneideinrichtung zu Klettstreifen geschnitten Dabei wurden zwei unterschiedliche Schneideinrichtungen untersucht Messerbalken Messerwalzen Rundmesser F r Microplast Folien erwiesen sich Messerbalken mit Klingen als gut geeignet Bei gr eren Foliedicken ist von Vorteil wenn der Messerbalken eine gewisse Schwingbewegung in Umfangsrichtung ausf hrte durch diese Nickbewegung wird ein Ausweichen der Folie vermindert bzw vermieden In Vorversuchen wurden Klingenabst nde f r Schnittbreiten von 1 4 mm 2 0 mm 3 mm 5 mm 6 mm und 8 mm untersucht Breitere Streifen sind unproblematisch herzustellen Die B ndchen k nnen um so schmaler geschnitten werden je d nner die Folie und je geringer der Schneidwiderstand ist weiche Folie bei dickere
157. materials such as circular weaving warp knitting and stitch bonding technologies in combination with feeding especially developed nonwoven materials of a great variety and of different characteristics There were investigations carried out into cutting processing and making up the novel material into big sandbags Tests were performed on laboratory and technical scales as well as field tests in geotechnical applications earthwork hydraulic engineering with and without tidal influences An essential part of research was the scientific analysis of these tests by means of FEM analysis and modelling The principle solution of the textile material for the novel containers consists of combination of a nonwoven material as a brushed loop element and narrow tapes threads made of a Velcro material for instance Microplast film As the lab tests and tests on a technical scale proved the Velcro material contributes significantly to the increase of the load bearing capacity This depends considerably on the characteristics of the Velcro type used For a repeated usage of the Velcro closure in combination with the surface of the nonwoven a decrease of the load bearing capacity was noticed The field tests proved that filling and sewing on the building sites did not cause any difficulties However it is necessary to improve the practical suitability of the Velcro closure and to provide unequivocal proof of its functionality in the field test as well
158. mbH Teilvorhaben 7 F rderkennzeichen 01 RI 05257 Flexitex GmbH Teilvorhaben 8 F rderkennzeichen 01 RI 05258 Colcrete von Essen GmbH amp Co KG Weitere unterst tzende Unternehmen und Einrichtungen KARL MAYER Malimo Textilmaschinenfabrik GmbH Gottlieb Binder GmbH amp Co KG Holzgerlingen Kirson Industrial Reinforcements GmbH Neustadt Donau A H Meyer Twistringen Wasser und Schifffahrtsverwaltung Blexen Nordenham Wasser und Schifffahrtsamt Stralsund Universit t Rostock Institut f r Umweltingenieurwesen Lehrstuhl f r Landeskulturelle Ingenieurbauwerke Max S GmbH Sehmatal OT Cranzahl Stadtmission Chemnitz e V PARTNER Werkstatt f r behinderte Menschen 09217 Burgst dt Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 13 Ku i z e 14 ap Ge Neustadt Bild 1 1 Partner und unterst tzende Firmen in Deutschland Im vorliegenden Projekt zur Entwicklung von stapelsicheren geotextilen Containern wurde insbesondere in folgenden Bereichen zusammengearbeitet Textilindustrie Entwicklung und Herstellung der textilen Fl che Vliesstoffentwicklung Wirk und Webtechnik textile Klett und Haftelemente Ausr stung Konfektionstechnik N h und Zuschnitttechnologie Maschinenbau Kettenwirkmaschinen Rundwebtechnik Gatter N hmaschinen Geotechnik Bauindustrie Wasserbau Erdbau Verkehrswegebau Einbau Bautechnik Messverfahren ma st bliche Versuche Modellbildung
159. mmung der Scherfestigkeit Teil 3 Direkter Scherversuch Deutsches Institut f r Normung Berlin GDA 1997 GDA Empfehlungen Geotechnik der Deponien und Altlasten 3 Auflage Deutsche Gesellschaft f r Geotechnik e V Hrsg Ernst amp Sohn Berlin HEERTEN G SAATHOFF F STELLJES K 2000 Geotextile Bauweisen erm glichen neue Strategien im K stenschutz Geotechnik 23 Heft 2 S 80 86 HEIBAUM M 2002 Geokunststoff Container ein neues und nahezu unbegrenztes Anwendungsgebiet Geotechnik 25 Heft 4 S 254 260 HEIBAUM M OBERHAGEMANN K FAISAL M A HAQUE S 2008 Geotextile bags for sole permanent bank protection Proceedings of the Fourth European Geosynthetics Conference Edinburgh United Kingdom HEITZ C 2006 Bodengew lbe unter ruhender und nichtruhender Belastung bei Ber cksichtigung von Bewehrungslagen aus Geogittern Schriftenreihe Geotechnik Universit t Kassel Heft 19 JACKSON L A HORNSEY W P 2002 An artificial reef to protect surfers paradise beach developing and implementing the science Geotechnical Fabrics Report 20 No 4 p 18 25 MCCLARTY A CROSS J JAMES G M GILBERT L 2006 Design and construction of coastal erosion protection groynes using geocontainers Langebaan South Africa Proceedings of the 8th International Conference on Geosynthetics Yokohama Japan Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 156 OUMERACI H
160. n Beim Versuch die Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 144 Container auf diese Weise zu verfahren wurde der Vliesstoff extrem in L ngsrich tung gedehnt ohne dass der Container angehoben werden konnte Bei den Con tainern mit Klettstreifen w rde bei diesem Verfahren der Klettstreifen vom Vlies stoff abrei en da sich das Material des Klettstreifens erheblich steifer als der Vliesstoff verh lt e Im Zuge des Verschlie ens d h des N hens der bef llten Container mit einer geeigneten Handn hmaschine zeigte sich dass bei den Containern mit Klettstrei fen der Klettstreifen selbst ein Hindernis beim N hen darstellt Aufgrund der H rte und Steifigkeit des Klettstreifens riss h ufig der Faden an diesen Stellen ab Die Container ohne Klettstreifen lie en sich hingegen relativ einfach verschlie en 2 5 5 Zusammenfassung der Feldversuche Zusammenfassend kann f r die Feldversuche gesagt werden dass die Wirksamkeit des Klettstreifens bei den hier durchgef hrten Feldversuchen nicht eindeutig nach gewiesen wurde Da die Wirksamkeit jedoch im Modellversuch eindeutig belegt wer den konnte ist es wahrscheinlich dass bei den gegebenen Randbedingungen die Belastungen f r einen signifikant auftretenden Unterschied deutlich zu gering waren Des Weiteren sind beim Einbau der Container auch Verunreinigungen aufgetreten wodurch sich der verbundsteigernde Effekt verringerte Ebenfalls ist nicht auszu sc
161. n Folien besteht die Gefahr dass sich die Klingen z B nach 41 bis 43 verbiegen und die Schnittkanten verlaufen bis zum Durchschneiden der B ndchen Mit der Versuchseinrichtung konnten bei Microplast Folien B ndchenbreiten ab ca 3 5 4 mm erreicht werden Bei B ndchenbreiten unter 3 5 mm entstehen Probleme durch den engen Abstand der Schneidklingen F r das Anwendungsgebiet klettende geotextile Container war bei der Festlegung der Streifenbreite insbesondere die Verarbeitbarkeit der Klettb ndchen auf der Textilmaschine zu beachten Die verwendete Schneideinrichtung zeigt Bild 2 2 2 3 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 47 r et balken a Gesamtansicht Versuchsstand b Schneidmesser Messerbalken mit Schneidklingen und Halterung Bild 2 2 2 3 Versuchsstand Schneideinrichtung zum Schneiden von Microplast Klettfolie Bild 2 2 2 4 Variante der Schneideinrichtung zum Schneiden der Microplast Klettfolieb ndchen zur Verkettung mit der Textilmaschine geeignet Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 48 a Bild 2 2 2 5 Schneiden der Microplast Klettfolie aus einer breiten Bahn a Aufwicklung der Streifen auf Scheibenspule b Im Verlauf der Versuchsdurchf hrung ergab sich dass auf Grund des m glichen Abstandes der Klettstreifen und der nutzbaren Arbeitsbreite der Versuchsmaschinen s Abschnitt 2 2 3 mit einer rela
162. n der Rundweb maschine max Breite des Schlauchgewebes 85cm doppelt flachge legt ist es unwirtschaftlich und wegen einer Dehnung des Gewebes l ngs und quer von unter 30 auch funktional ung nstig diese Kleincontainer im Unterwasserbau einzusetzen Erfolgversprechen dere Anwendungsgebiete liegen in den Bereichen B schungs bzw Erdbau Hochwasserschutz und Sandsackbarrieren Dort werden vorwiegend S cke mit einer Breite doppeltflachgelegt von 30 bis 40 cm eingesetzt Nach Abschluss des Projektes ist in Weiterf hrung der Arbeiten ge plant entsprechende Demonstratoren f r die o g Anwendungen zu fertigen potenziellen Partnern Feuerwehr Katastrophenschutzein richtungen Flussbaubetriebe u f r Testzwecke zur Verf gung zu stellen und weitere Optimierungsarbeiten anzuschlie en Zuschnitt und Konfektionstechnologie Die Maschinentechnik wurde an die besonderen Bedingungen der Herstellung von klettf higen geotextilen Container angepasst durch Umbau des Kreismessers auf Ein Mann Bedienung Ersatz von Baugruppen an der N hmaschine Bau eines Zuschneidetischs zum Abl ngen und Zusammenschlagen der Teile sowie einer Vorrichtung zum Herstellen ma gerechter kantengerader Teile mit einem Rundmesser Konzipierung einer geeigneten Zuschneidetechnologie insbesondere spannungsloses Abl ngen damit wurde ein Warenschrumpf nach Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 148 de
163. nahmen denkbar Hierbei m ssen allerdings noch L sungen gefunden werden bei denen der Klett streifen nicht nach der ersten Ber hrung die Klettwirkung verliert Nach Fertigstellung des Dammbauwerks wurden die verschiedenen Messpunkte markiert und geod tisch eingemessen Alle Messergebnisse sind im Anhang A 3 do kumenitiert Danach wurde hinter dem Damm einseitig Boden aufgef llt In diesem Fall wurde wiederum Baggergut aus dem Sp lfeld Drigge verwendet Der Boden wurde lagen weise eingebaut und verdichtet Dabei operierten schwere Erdbauger te ber einen l ngeren Zeitraum auf dem hinterf llten Boden siehe Bild 2 5 18 Optisch konnten dabei keinerlei Verschiebungen der Container erkannt werden F nf Tage sp ter er folgte nach zahlreichen berfahrten auf dem hinterf llten Boden eine nochmalige Vermessung des Dammes Ge l i i G z SA E e WC Ce DEER e e N ni Bild 2 5 18 a Hinterf llung des Dammbauwerks b Verdichtung und Befahren des hinterf llten Bereichs Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 137 2 5 3 2 Auswertung und Erkenntnisse In Bild 2 5 19 sind die Versuchsergebnisse dargestellt indem die horizontale Relativ verschiebung Au ber die Konstruktionsh he z aufgetragen ist Die Anordnung der Schnitte und die Messpunkte sind zus tzlich im Anhang A 3 dokumentiert OS 0 0 2 04 0 6 0 8 1 1 2 1 4 1 6 Relativverschiebung u cm Container 11 un
164. naugen Ausf hrung B erwies sich als am g nstigsten Ausf hrung C wurde f r die breiteren Vliesstoffb ndchen verwendet die mit den Varianten A und B nicht verarbeitbar sind Faltenbildung Ausf hrung D mit eingesetzten Osen ist daf r ebenfalls ungeeignet F r das in den Versuchen eingesetzte flauschige Garn brachten alle Formen au er C gute Ergebnisse jedoch ist zu beachten dass die Herstellung aufwendig ist Preis und auf Grund der Abmessungen kleiner Osendurchmesser im Vergleich zum Fa dendurchmesser zu starke Fadenschwingungen auftreten k nnen A 25 2 017 Bild 2 2 34 Weblitzen mit unterschiedlichen Maillons Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 64 Bild 2 2 35 Fadeneinleger mit verschiedenen Fadenaugen Websch tz Bild 2 2 36 Websch tz mit eingelegter Vliesstoffspule und mit Vulkollan beschichteten Sch tzenr dern Bild 2 2 37 Schussspulen mit verschiedenen Vliesstoffb ndchen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 65 Die Websch tzen sind bei der Standardausf hrung der Maschine nicht auf Sonder materialien ausgelegt Sie nehmen das Schussfadenmaterial auf und stellen eine wesentliche Baugruppe dar Insbesondere wird die Produktivit t wesentlich durch die speicherbare Materialmenge beeinflusst Sch tzenwechsell Bei der Gestaltung der Websch tzen Bild 2 2 36 wurde besonderes Augenmerk auf die Leich
165. nd den Messergebnissen ist in Bild 2 4 35 ohne Verwendung von Klettstreifen und in Bild 2 4 36 unter Verwendung von Klettstreifen dargestellt Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 116 a b 1 l 1 FL Q gt P og NM JI E CUP T gt g 0 8 S P N IM gt N P D SS 0 6 WI o 0 6 J So I Si r Mi J O O WI gt y 2 I y e O ii gt 165 0 2 ji d 0 2 d T L I 0 eg E E 0 v i E 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 Relativverschiebung u cm Relativverschiebung u cm a 10kN FEM Bild 2 4 35 40kN FEM 4 Vergleich der numerischen Berechnung e 50kN Modellversuch mit den Messergebnissen der Relativ 4 65 kN verschiebung Au ber die Konstruktions gt 75 kN h he z bei Modellversuch 1 a ohne Ber cksichtigung eines Anpas sungsfaktors b mit Anpassungsfaktor In Bild 2 4 37 sind die Laststufen ber die Relativverschiebungen Au f r die numeri schen Berechnungen und die Messergebnisse vergleichend dargestellt Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht a 4 CUP N e 0 6 Ee GA S 0 4 2 0 2 X 0 a Laststufe kN Bild 2 4 37 K 0 1 2 3 4 5 6 Relativverschiebung u cm a 10kN FEM 40kN FEM 4 e 550 kN Modellversuch a 65 kN gt 75 kN
166. nd Klettstreifentyp 2 b Klettstreifentyp 3 Mit Sand bestreute Probe um den Einfluss von Verunreinigungen w hrend der Einbauphase zu simulieren Scherspannungs Scherweg Diagramme f r saubere und verunreinigte sowie nicht ges ttigte Zust nde a ohne Klettstreifen und Klettstreifentyp 2 b Klettstreifentyp 3 Scherspannungs Scherweg Diagramm f r unterschiedliche Randbedingungen a Scherspannungs Scherweg Diagramm b Ermittlung der Adh sion a und des Reibungswinkels o Ermittlung der Adh sion a und des Reibungswinkels o f r folgende Zust nde a sauber nicht ges ttigt b sauber ges ttigt c verunreinigt nicht ges ttigt d verunreinigt ges ttigt Darstellung ausgew hlter Wiederholungsversuche a Anordnung der Klettstreifen b Gro rahmenscherger t des Fachgebiets Geotechnik der Universit t Kassel a Scherspannungs Scherweg Diagramm b Maximale Scherspannung in Abh ngigkeit der Klettstreifenanzahl a Prinzipdarstellung des Modellversuches b Ansicht des Modellversuches mit fertiggestellter St tzkonstruktion c Rieselvorgang w hrend des Hinterf llvorgangs d Frontansicht der St tzkonstruktion Schnitte A A und B B des Modellversuches Angedachte Belastungsstufen bei der Durchf hrung der Modellversuche Kontrolle der Verschiebungsmessung a Modellversuch 1 b Modellversuch 2 Setzung der Lastplatte bei Erstbelastung a Modellversuch 1 b Modellversuch 2 Innovative stapelsichere geotextile Containe
167. ng und damit auch geringere Belas tung auf die Kettf den bzw b ndchen Einbau von gr eren Fadenf hrer sen im Fadenkamm mit dem Resultat eines verbesserten Fadenlaufes Einbau breiterer Webbl tter um die Belastung der Fadenschar beim Einlauf in die Webmaschine zu minimieren b ffe Bild 2 2 31 Fadenkamm im Gatter Bild 2 2 32 T nzer E d d Sur S en gt gt mm SC um I Be Bi 8 gt gt ii Bild 2 2 33 Gerades Webblatt mit vergr ertem Abstand der Lamellen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 63 Fadenleitelemente an der Grundmaschine Getestet wurden verschiedene Weblitzen und Fadeneinleger Bilder 2 2 37 und 38 um eine Ausf hrung zu finden bei welcher die Belastung auf die zu verwebenden Materialien am geringsten ist Wie aus Bild 2 2 37 ersichtlich unterschieden sich die Maillons in Form und Gr e PP B ndchen sind problemlos mit allen Varianten verarbeitbar die in den Versuchen eingesetzten Vliesstoffo ndchen ben tigen eine gro e rechteckige oder auch ovale Maillonform Bild 2 2 37 Mitte um faltenfreie Zuf hrung zu gew hrleisten F r die Verarbeitung der relativ stabilen wenig zum Falten neigenden Klettb ndchen eignen sich im Prinzip alle Typen Als am g nstigsten erwies sich die mittlere Form die f r die optimierte Versuche Test 3 eingebaut wurde Bild 2 2 38 zeigt die verwendeten Fadeneinleger mit verschiedenen Fade
168. ngen dargestellt Auffallend sind die in Bild 2 4 28a voneinander abweichenden Messungen des horizontalen Erddrucks Da die Messwerte beider Erddruckdosen anfangs deckungsgleich verliefen wird vermutet dass sich eine Erddruckdose w hrend des Versuches die Lage ge ndert hat und nicht mehr horizontal ausgerichtet war F r die Darstellung der gemessenen Verschiebungen einzelner Container sowie der Verformung der Gesamtkonstruktion wurden drei Querschnitte wie in Bild 2 4 29 dargestellt festgelegt Im Folgenden werden die Verformungen beider Modellversu che am Schnitt 2 diskutiert Im Anhang A 2 sind die Messwerte des Schnittes 1 und 3 zur Vervollst ndigung dargestellt Generell ist zwischen den Schnitten kein signifi kanter Unterschied feststellbar gewesen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 108 a 100 20 18 80 162 14 60 12 8 eb e 5 10 ZS dp u Ben 40 8 I IP horizontaler Erddruck e 20 4 H hinter Container Nr 14 Br horizontaler Erddruck e hinter Container Nr 15 2 a Laststufe 0 60 120 180 240 300 Zeit min b 120 l 20 18 100 gt 162 e 80 d F E 129 2 2 DU 108 e U Bild 2 4 28 140 es Laststufen und horizontale Erd g 4 S druckspannungen 20 O N E 5 a Modellversuch 1 ohne Klett Be E b 08 eech ideo 0 streifen O 60 120 180 240 300 360 420 b Modellversuch 2 mit Kl
169. ntersuchungen in der Fa Flexitex GmbH durchgef hrt Der Zuschnitt wurde opti miert indem die Relaxation des Materials ber cksichtigt wurde Da der Vliesstoff unter Spannung aufgewickelt worden war schrumpfte die Ware nach dem Zuschnitt zusammen Dieser Schrumpf der je nach Vorspannung bis zu 10 betrug wurde ermittelt und bei den Optimierungsversuchen ber cksichtigt Um eine stabile und sichere Naht zu erhalten wurde darauf geachtet dass die R n der der zu verbindenden Teile gleich etwa gleiche Dicke hatten Teile mit unter schiedlich dicken R ndern wurden ausgesondert Dickenmessung am zu vern hen den Vliesstoff Auf Grund der Erfahrungen aus dem ersten Feldtest wurden die Enden der N hfaden Wirkfaden Franse Bindung mit denen die Klettstreifen auf dem Vliesstoff einge bunden waren durch Verkleben gesichert Zwischen die Container wurden w hrend der Produktion Papierlagen gelegt um ein unerw nschtes Zusammenhaften der Teile zu vermeiden Technische Bedingungen bei der Konfektion der Container f r die Feldversuche Nahtmaterial GRIPOLENE Polypropylen single Feinheit 660 tex N hmaschinentyp SL Klasse 8520 43 Stichl nge 10 mm Nahtkonstruktion Einnadel Zweifaden Uberwendlich Naht Vlies 600 g m Fa Naue Rollenbreite 68 cm Zuschnittma e der geotextilen Container 450 x 65 cm Fertigma e der geotextilen Container 225 x 130 cm mit Mittelnaht innen liegend F r die Feldtests wurde jeweils die
170. nung Quer zur DIN EN ISO 10319 60 Produktionsrichtung Stempeldurchdr ckkraft DIN EN ISO 12236 1 5 kN Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 37 Muster A 200 g m flauschig Wesentliche Parameter der Vernadelung Nadeltype 1 NM Felting 15x18x32x3 5 Nadeltype 2 NM Felting 15x18x36x3 Einstichdichte 1 NM 95 cm Einstichdichte 2 NM 75 cm Die technischen Parameter des erstellten Vliesstoffs sind in Tabelle 2 7 enthalten Tabelle 2 7 bersicht zu den Vliesstoffparametern Muster 4 ST Te Masse pro Fl cheneinheit DIN EN ISO 9864 234 g m Schietdicke DIN EN ISO 9863 Zugfestigkeit Produktionsrichtung DIN EN ISO 10319 8 3 kN m Zugfestigkeitsdehnung i Produktionsrichtung DIN EN ISO 10319 101 Zugfestigkeit Quer zur DIN EN ISO 10319 12 0 kN m Produktionsrichtung Zugfestigkeitsdehnung Quer zur DIN EN ISO 10319 Produktionsrichtung Stempeldurchdr ckkraft DIN EN ISO 12236 2 3 kN Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 38 Muster 7 200 g m fest vernadelt Wesentliche Parameter der Vernadelung Nadeltype 1 NM Felting 15x18x32x3 5 Nadeltype 2 NM Felting 15x18x36x3 Einstichdichte 1 NM 105 cm Einstichdichte 2 NM 85 cm Technische Parameter des Vliesstoffs siehe folgende Tabelle Tabelle 2 8 bersicht zu den Vliesstoffparametern Muster 7 O T e Masse pro DIN EN ISO 9864 186 g m Fl cheneinhei
171. nvolumin se Container verwendet werden Generell kann festgestellt werden dass durch die Verwendung von Klettstreifen eine h here Scherspannungs bertragung m glich ist Die Quantifizierung dieser Zunah me h ngt jedoch wesentlich vom verwendeten Klettstreifentypen ab sodass eine allgemeing ltige Aussage nicht m glich ist Von daher wird empfohlen einige Rah menscherversuche vorab mit dem zu verwendenden Klettstreifen durchzuf hren um die Steigerung der Scherspannung absch tzen zu k nnen Durch einen vorzeitigen Kontakt der Klettstreifen mit anderen Containern tritt ein deutlicher Tragf higkeitsverlust ein da die Klettstreifen beim Trennen der Container Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 102 einzelne Fasern ausrei en Diese setzen sich dann in die Klettstreifen und vermin dern die Effektivit t Feuchtigkeit vermindert die Tragf higkeit der Klettstreifen geringf gig Verunreini gungen f hren dagegen zu einem deutlichen Verlust der Tragf higkeit Der tragf higkeitssteigernde Effekt der Klettstreifen kann dadurch wirkungslos werden Der S ttigungsgrad hat bei vorhandener Verunreinigung nur einen geringen Einfluss Die Orientierung des Klettstreifens auf den Containern scheint keinen Einfluss auf die maximal bertragbare Scherspannung zu haben Es wird ein Abstand der Klettstreifen zueinander von ca 15 cm empfohlen 2 4 3 3 Nachbildung einer St tzkonstruktion 2 4 3 3 1 Zie
172. ommenen Messwerte des Feldversuches dargestellt Die Messwerte wurden nur relativ zueinander ohne bekannten H henpunkt aufgezeichnet Zwischen der Nullmessung und der 1 Mes sung lagen 28 Tage Die weiteren Messungen wurden an einem Tag durchgef hrt Der Messpunkt 20 befand sich 37 cm ber der Gel ndeoberkante ZU j 4 se 8 EN A 1e Des 7 Bea Za e Se d e ege T oc L ke rn e Pe zB er L A W a Ce Dee CC Kn P e fe A kr Ze Sege er e e Wm z L Bild A 11 Anordnung der Messpunkte in der Frontansicht Stapelsichere geotextile Container Anhang A27 Tabelle A 5 Messwerte der einzelnen Messpunkte f r die Nullmessung und der Messung vor der 1 Belastung in Metern Nullmessung nach Einbau 1 Messung vor 1 Belastung Messpunkt 20 05 2009 17 07 2009 y x D o 0 000 5 421 0 056 0 041 0 072 0 010 0 028 0 056 0 062 10 0 145 11 0 010 12 0 055 13 0 046 0 020 15 0 130 16 0 000 x z y x lt z 0 014 100 504 17 0 171 18 0 107 19 0 020 20 0 099 A28 Tabelle A 6 Messwerte der einzelnen Messpunkte f r die Messung nach der 1 und 2 Belastung in Metern 2 Messung nach 1 Belastung 3 Messung nach 2 Belastung Messpunkt 17 07 2009 17 07 2009 0 099 100 436 100 398 0 048 100 301 y 0 002 0 078 0 041 0 033 0 053 0 073 0 039 10 0 117 11 0 054 12 0 012 13 0 049 0 092 15 0 090 16 0 045 17 0 140 18 0 080 0 002 20 0 120
173. ontainer gemeinsamer Schlussbericht 61 Tabelle 2 15 Webringdurchmesser mit der daraus resultierenden doppelt flachge legten Breite Webring Schlauchbreite Schlauch Maschinentyp Bezeichnung doppelt durchmesser flachgelegt cm cm KCL 6160 KCL 6210 2 2 3 2 Versuchsdurchf hrung Als erstes wurden die prinzipiellen M glichkeiten gepr ft die f r die Herstellung geotextiler Container notwendigen Fadenkomponenten der Webmaschine zuzuf h ren und im Webprozess zu beherrschen Dieses Material k nnen z B B ndchen aus Vliesstoff flauschigem Material kombiniert mit klettenden Folieb ndchen sein Zun chst wurde eine Vorauswahl von zu verwebenden Materialien getroffen und die Verarbeitbarkeit in Vorversuchen getestet Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse erfolgten die Arbeiten zu Konstruktion und Bau der f r die Verwebbarkeit unter schiedlicher Materialien relevanten Baugruppen Modifizierungsarbeiten Dies betraf vor allem die Fadenleitelemente Walzen Kompensatorfedern Webbl ttern und insbesondere die Websch tzen An folgenden Baugruppen und Einzelteilen der Rundwebmaschine wurden Ver nde rungen vorgenommen um die unterschiedlichen Materialien verweben zu k nnen entspricht der Breite des halben Umfangs Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 62 Spulengatter Einsatz von T nzern Fadenspannungsregulierer mit vergr ertem Biegera dius am Kopf dadurch geringere Reibu
174. r gemeinsamer Schlussbericht Bild 2 4 28 Bild 2 4 29 Bild 2 4 30 Bild 2 4 31 Bild 2 4 32 Bild 2 4 33 Bild 2 4 34 Bild 2 4 35 Bild 2 4 36 Bild 2 4 37 Bild 2 4 38 Bild 2 4 39 Bild 2 4 40 Bild 2 4 41 Bild 2 5 1 Bild2 5 2 Laststufen und horizontale Erddruckspannungen a Modellversuch 1 ohne Klettstreifen b Modellversuch 2 mit Klettstreifen a Einteilung der Containerlagen zur Auswertung der gemessenen Verformungen b Schnittf hrung Lagenweise Verschiebung der St tzkonstruktion bei Modellversuch 1 a Lageverschiebung u ber die Konstruktionsh he z b Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he Lagenweise Verschiebung der St tzkonstruktion bei Modellversuch 2 a Lageverschiebung u ber die Konstruktionsh he z b Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he Relativverschiebung ausgew hlter Containerlagen links jeweils der erste Belastungsvorgang rechts inkl Wiederbelastung mit ge ndertem Ma stab a Modellversuch 1 ohne Klettstreifen b Modellversuch 2 mit Klettstreifen Zweidimensionales numerisches Modell Simulation der Container und der Klettstreifen Vergleich der numerischen Berechnung mit den Messergebnissen der Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z bei Modellversuch 1 a ohne Ber cksichtigung eines Anpassungsfaktors b mit Anpassungsfaktor Vergleich der numerischen Berechnung mit den Messergebnissen der Relativverschiebung Au
175. rdbau wurden Feldversuche durchgef hrt Bef llen und Vern hen der Container erfolgten problemlos Die Praxistauglichkeit der Container mit Klettstreifen muss jedoch noch verbessert werden um die Wirksamkeit des Klettstreifens auch im Feldtest eindeutig nachzuweisen Auf Grund der positiven Erfahrungen in den Modellversuchen wird erwartet dass kleinere Container mit Klettstreifen als Sofortma nahmen im Katastrophenfall z B als Hochwasserschutz erfolgreich angewendet werden k nnen 19 Schlagw rter Geotextil Geocontainer geotextiler Container Verkletten Klettstreifen Klettverschluss Haftwirkung Vliesstoff Wirken Rundweben N hwirken Konfektion Zuschnitt Wasserbau Erdbau Verkehrswegebau Damm Deich Stabilit t Feldtest Scherversuch FEM Analyse Modellbildung Hochwasserschutz Sandsack BMBF Vordr 3831 03 07_2 Document Control Sheet 1 ISBN or ISSN 2 type of document e g report publication Final Report 3 title Innovative stackable geotextile containers 4 author s family name first name s Seeger Monika Helbig Reinhard STFI e V 31 5 2009 in collaboration withf Henning Dagef rde Colcrete von Essen GmbH amp Co KG Siegmund Schlie Heinrich Hirdes GmbH Markus Hempel WITTFELD Hans Georg Kempfert Jan L king 30 11 2009 Universit t Kassel Henning Ehrenberg Naue GmbH Co KG Katja Werth BBG Bauberatung Geokunststoffe GmbH amp Co KG Stefan Eichler Ralph
176. rde eine St tzkonstruktion aus Containern im Ma stab von ca 1 3 nachgebildet und belastet sowie diese Ergebnisse weiter numerisch untersucht Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 84 2 4 3 2 Scherversuche 2 4 3 2 1 Allgemeines Um eine Aussage ber die Stabilit t einer Konstruktion treffen zu k nnen ist die Reibung zwischen den einzelnen Containern von entscheidender Bedeutung Dazu sind Reibungsversuche in Klein und Gro rahmenscherger ten durchgef hrt wor den um eine allgemeine Eignung der Klettstreifen zur Erh hung des Verbundes zwi schen Containern n her zu erforschen Die Reibungseigenschaften werden nach DIN EN ISO 12957 1 2005 in einem Kas tenrahmenscherger t berpr ft und das Ergebnis als Reibungswinkel o angegeben welches die Steigung der Regressionsgeraden in der Darstellung H chstscherspan nung ber Normalspannung in Grad angibt Bei einem Rahmenscherversuch werden beide Probek rper separat in zwei Rahmen eingespannt und aufeinander gelegt Aus einer kraft oder weggesteuerten horizon talen Verschiebung eines Rahmens resultiert eine Scherkraft T und ein Scherweg s ber die die in der Verbundfuge wirkende Scherspannung 7 ermittelt werden kann Die Scherkraft T ist sowohl von der Material und Oberfl chenbeschaffenheit der Probenk rper als auch von der Normalkraft N abh ngig In Bild 2 4 2 ist eine Prinzip skizze eines Rahmenscherversuches gegeben Weitere Information
177. rn wesentlich erh ht werden Ebenfalls untersucht werden sollte die zus tzliche Einarbeitung Last tragender Ele mente Eine weitere zu entwickelnde Prinzipl sung unter Anwendung textiler Schl uche aus Rundgewebe sollte gleichfalls die Kombination von Flausch Vliesstofff den und Klettelementen F den aus Microplast Klettfolie nutzen Bei der Entwicklung der textilen Strukturen unter Nutzung der Vliesstofftechnologie war vorgesehen verschiedene Rohstoffe und Fasermengen pro Quadratmeter ein zusetzen Ebenso war eine Variation der Verfestigungsart der Fasern und damit der Flauschigkeit und Hafteigenschaften der Vliesstoffoberfl che vorgesehen unter schiedliche Nadelsysteme Nadelgeometrie Ein weiterer Komplex befasst sich mit Zuschnitt und Konfektionierung ausgew hlter Verbundstoffvarianten zu Containern Gr envariation zus tzliche Sonderele mente F r diese Arbeiten waren Entwicklung Bau und Erprobung von Labor versuchsst nde und Zusatzeinrichtungen bzw die Modifizierung vorhandener Ma schinentechnik notwendig Abgestimmt zur Entwicklung der Textilstrukturen wurden theoretische und kleinma st bliche experimentelle geotechnische Untersuchungen zum Verhalten der Contai nerelemente im Verbund vorgesehen um die Grundlagen f r weitere Versuchsreihen zur Optimierung sowie Auswahl und Herstellung des Versuchsmaterials f r die Pra xistests abzuleiten In geotechnischen Untersuchungen sollten die Wirkungswei
178. s den Rahmenscherversuchen ermittelte Adh sion a und Reibungswinkel o f r die untersuchten Zust nde Dokumentation der verwendeten Versuche f r die in Bild 2 5 19 ermittelten Kennwerte Verwendete Boden und Materialkenngr en f r die numerischen Berechnungen Tabellen in der Anlage Tabelle A 1 Tabelle A 2 Tabelle A 3 Tabelle A 4 Tabelle A 5 Tabelle A 6 Messwerte der einzelnen Messpunkte f r die Nullmessung und der 1 Messung in Metern Messwerte der einzelnen Messpunkte f r die 2 und 3 Messung in Metern Messwerte der einzelnen Messpunkte f r die 4 und 5 Messung in Metern Messwerte der einzelnen Messpunkte f r die Nullmessung und 1 Messung Messwerte der einzelnen Messpunkte f r die Nullmessung und der Messung vor der 1 Belastung in Metern Messwerte der einzelnen Messpunkte f r die Messung nach der 1 und 2 Belastung in Metern Verzeichnis der Anlagen Anlage 1 Erg nzende Darstellung der Versuchsergebnisse Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 11 1 Einf hrung 1 1 Beschreibung des Projektes der Aufgaben und Ziele Trotz ihres gro en Innovationspotenzials werden Container im Erd und Wasserbau bislang nur begrenzt eingesetzt Ein Grund hierf r ist die geringe Oberfl chenrauheit der geosynthetischen Elemente Beim Aufeinanderstapeln einzelner Contai nerelemente z B bei der Herstellung von St tzkonstruktionen treten horizontale Spreizkr fte
179. sammenhaften zweier Kontakt fl chen verstanden Nach der Grenzbedingung von Coulomb l sst sich die Scherfes tigkeit r zweier Fl chen ber den spannungsunabh ngigen Adh sionsparameter a und den spannungsabh ngigen Anteil o tanp mit dem Reibungswinkel beschrie ben siehe Gleichung 1 und Bild 2 4 18 T a 0 tano 1 mo S 5 Adh sion vorhanden G ZC mD mD Zz C E C OO OO Q Q a N t a otang ab ab c Sep O O 0 05 2 a keine Adh sion _ _ Scherweg s Normalspannung o Bild 2 4 18 a Scherspannungs Scherweg Diagramm b Ermittlung der Adh sion a und des Reibungswinkels o Bei h heren Auflasten zeigen die Klettstreifen unter Ber cksichtigung einer gewissen Streubreite ein generell vergleichbares Verhalten wie in den vorherigen Abschnitten beschrieben In Bild 2 4 19 und Tabelle 2 5 1 sind die Ergebnisse zur Ermittlung der Adh sionsfak toren und Reibungswinkel f r die vier in Abschnitt 2 4 3 2 5 untersuchten Zust nde gegen bergestellt Da zwischen dem Klettstreifentyp 1 und 2 kein signifikanter Un terschied feststellbar war siehe Abschnitt 2 4 3 2 4 wurden diese beiden Typen zur Auswertung zusammengefasst um so die Datenmenge zu erh hen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht a 240 i ner sauber nicht ges ttigt gt ai emm 210 GC pr at E a zZ 1 80 u lt u e Be ES 150 Ber ei en ex
180. se Vorrichtung besteht aus einem Rundmesser das mittels Hebel in einer F hrung l uft und dabei den Stoff sauber trennt Uber eine Abschaltvorrichtung wird das Messer au er Betrieb gesetzt sobald es nicht mehr benutzt wird Dann kann es zur ck gezogen werden Diese Vor richtung hat sich im Laufe der Projektbearbeitung bew hrt s Bild 2 3 1 Maschinentechnik Konfektion Zum N hen der geotextilen Container wurden verschiedene Maschinentypen untersucht insbesondere berwendlichn hmaschine Geradstrichn hmaschine f r schwere Materialien Sackn hmaschine mit Kettenstichnaht Pelzn hmaschine Strobel Bild 2 3 2 Ein Hand Kettenstichmaschine Bild 2 3 3 Zwei Nadel N hmaschine Juki Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 74 Bild 2 3 4 Umgebaute berwendlich Bild 2 3 5 Handn hmaschine Beta F N hmaschine Weiterhin wurden N hgarne verschiedener St rken und Hersteller verwendet Amann PAX A 80 Alter S 35 Gripolene Polypropylen Tewecord 670 tex Das relativ dicke Vlies war schwierig zu vern hen In entsprechenden Versuchsrei hen wurde eine abgestimmte Einstellung von Nadelst rke Garnst rke und Material transport ermittelt Weitere Einzelheiten s 37 An ausgew hlten Nahtproben wurden im STFI Pr fungen zur Bestimmung des Kraft Dehnungsverhaltens der Rei festigkeit etc durchgef hrt Im Ergebnis dessen ist eine Maschine durch Umbauma nahmen au
181. se sowie m gliche Opti mierungen der Schubverbindungen der stapelsicheren geotextilen Container SGC Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 18 experimentell und theoretisch f r Anwendungen im Erdbau und Wasserbau nach gewiesen werden Als wesentlicher Teil des Forschungsvorhabens waren umfangreiche Feldtests vor gesehen f r die Bereiche Geotechnik Erdbau Verkehrswegebau Wasserbau ohne Tideeinfluss Binnenwasserbau Wasserbau mit Tideeinfluss bzw unter Seegangsbedingungen K s tenschutz K stenwasserbau Mit diesen anwendungstechnischen Untersuchungen sollten L sungen f r Verlege technik und Einbauverfahren erarbeitet getestet sowie das Verhalten der Container elemente unter Praxisbedingungen eingesch tzt werden Die Versuchsarbeiten er folgten durch die Projektpartner WITTFELD GmbH Heinrich Hirdes GmbH und Colcrete von Essen GmbH amp Co KG die messtechnische Vorbereitung Begleitung und Auswertung wurde durch die Universit t Kassel Fachgebiet Geotechnik bernommen Bei der Durchf hrung der Feldtests ergaben sich in der Vorbereitungsphase Verz gerungen durch die erforderlichen Abstimmungen mit verschiedenen Beh rden und Institutionen wodurch die urspr nglich vorgesehenen Testfelder nicht genutzt wer den konnten Des Weiteren machten lang anhaltende ung nstige Wetterbedingun gen eine mehrfache Verschiebung der Versuchsdurchf hrung notwendig hierzu s a Abschnit
182. sicht der Ver suchskonstruktion ist in Bild 2 4 23 gegeben dazugeh rige Schnitte und eine Con tainernummerierung in Bild 2 4 24 W hrend des Einbaus und Durchf hrung der Versuche konnten keine Besch digun gen an den Containern insgesamt oder an den N hten sowie Sandverluste festge stellt werden Allerdings wurden lokal einzelne Einschn rungen des Containers durch den Klettstreifen beobachtet Die Belastung durch die Presseneinrichtung erfolgte kraftgesteuert Die angedachten Belastungsschritte sind in Bild 2 4 25 beispielhaft dargestellt Nach jeder Laststeige rung wurde ca 20 Minuten gewartet bis die neue Last aufgebracht worden ist so dass das System auf die Belastung reagieren konnte Die Verschiebungen jedes einzelnen Containers wurden mittels tachymetrischer Ver formungsmessung erfasst Direkt vor jeder Laststeigerung wurde eine Messung an jedem Container durchgef hrt Uber die H he der aufzubringenden Laststeigerungen wurde in Abh ngigkeit zur eingetretenen Verformung der St tzkonstruktion w hrend der Versuchsdurchf hrung entschieden wobei anf nglich niedrigere Laststufenstei gerungen in Schritten von 10 KN angedacht waren Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht a Lastplatte Last A 1 12 m St tzkonstruktion aus geotextilen Containern D 104
183. spannung bei zunehmender An zahl der Klettstreifen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 101 ON 30 AA O1 9 Klettstreifen 5 Klettstreifen t 3 Klettstreifen g bh O1 N O 1 Klettstreifen ohne Klett streifen N O O1 Scherspannung t KkN m a maximale Scherspannung Tma KN m2 2 10 10 9 5 St o 15 kN m Ausgleichsgerade 0 0 0 20 40 60 80 100 120 0 2 4 6 8 10 Scherweg s mm Anzahl Klettstreifen Bild 2 4 22 a Scherspannungs Scherweg Diagramm b Maximale Scherspannung in Abh ngigkeit der Klettstreifenanzahl Der Abstand der Klettstreifen von Sk 5 cm wird als sehr dicht und somit das Risiko einer berlagerung beim Einbau als sehr hoch bewertet Von daher wird f r das wei tere Vorgehen ein Klettstreifenabstand von Sx 15 cm f r die Container des Modell und Feldversuches festgelegt 2 4 3 2 9 Zusammenfassung Insgesamt wurden 116 Klein und Gro rahmenscherversuche durchgef hrt bei de nen der Einfluss unterschiedlichster Randbedingungen untersucht worden ist Im Folgenden werden die wesentlichsten Erkenntnisse zusammengefasst Es wird empfohlen ein Vliesstoff mit einem Fl chengewicht von mindestens 500 g m zu verwenden welches mechanisch vernadelt worden ist Gewebe k nnen aufgrund ihrer geringeren Bruchdehnung f r klei
184. stoffb ndchen und der nicht wirtschaftlich vertretbare Aufwand beim Bespulen der Schussspulen aus Au erdem zeigten sich Unregelm igkeiten beim Abrollen der mit Klettmaterial bespulten Schussspulen Resultierend aus diesen Ergebnissen ist eine wirtschaftliche Herstellung von Ge webe dieser Konfiguration nicht m glich Versuch 2 Grund f r diesen Test war der Versuch auf den Einsatz von Vliesstoff oder anderem flauschigen Material aus Kostengr nden zu verzichten Im Ergebnis zeigte sich zwar das bessere Webverhalten der eingesetzten Materialien als im Versuch 1 hier war aber eine sehr geringe Haftf higkeit der PP B ndchen zu der weichen Klettfolie zu verzeichnen Endresultat wie bei Versuch 1 Versuch 3 Bei diesem Versuch wurde als flauschiger Anteil ein der Polypropylen Faden im Schuss verwendet Dieses Material war mit Hilfe eines Umspulers der Firma Barmag Spinnzwirn sehr effektiv auf die in im Websch tzen vorhandenen H lsen umspulbar und zeigte sich auch im Webprozess als leicht beherrschbar In Verbindung mit den in die Kette eingezogenen Klettb ndchen entstand ein Gewebe das die gew nschten Eigenschaften in hohem Ma besitzt Die Webversuche ergaben dass mit dieser Materialzusammenstellung das gew nschte Gewebe wirtschaftlich herstellbar ist Zur Simulation der Anwendung wurden S cke konfektioniert verfahrensbedingt mit einer Bodennaht und mit Sand gef llt Bilder 2 2 42 Die Bodennaht wurde als Dop pelkettst
185. stoffes gegen ber Boden sind objektbezogene K rnungsb nder heranzuziehen An diesen ist aufzuzeigen ob der Boden im Problembereich einer hohen Einzelkornmobili t liegen d h eine er h hte Neigung zum Aussp len von Feinteilen besteht F r die Beurteilung der hydraulischen Filterwirksamkeit und einer m glichst druck verlustarmen Entw sserung muss der Wasserdurchl ssigkeitsbeiwert kv des Geotex tils unter einer Normalspannung von 2 kPa multipliziert mit einem Abminderungs faktor nv gr er als der Durchl ssigkeitsbeiwert k des anstehenden Bodens sein Es muss gelten NV k gt K Die Bemessungsdiagramme zur Bestimmung des Abminderungsfaktors sind im DVWK Merkblatt 221 angegeben Im Zuge der Harmonisierung Europ ischer Nor men wird heute der Durchl ssigkeitsbeiwert nach DIN EN ISO 11058 als VInso Index ermittelt Eine Umrechnung ergibt sich als Richtwert ber kv Vluen x d Ah mit d Dicke mm und Ah 50 mm Druckh he im Versuch Die Filterkriterien nach FGSV 2005 Merkblatt ber die Anwendung von Geokunststoffen im Erdbau des Stra Benbaues M Geok E sind in Abb 1 aufgef hrt Im Grundbautaschenbuch Teil 2 6 Auflage 2001 Abschnitt Geokunstststoffe in der Geotechnik und im Wasserbau Autoren Saathoff amp Zitscher wird durch M Heibaum Bundesanstalt f r Wasserbau in Abschnitt 3 1 6 geotextile Container und Schl uche wie folgt zitiert Gewebe bieten den Vorteil hoher Zugfestigkeit jedoch wirken si
186. streifen und Klettstreifentyp 2 b Klettstreifentyp 3 Es l sst sich deutlich erkennen dass im ges ttigten Zustand im Vergleich zur tro ckenen Probe sowohl ohne als auch unter Verwendung von Klettstreifen eine gerin gere Scherspannung mobilisierbar ist Beim Klettstreifentyp 2 f llt die Differenz sehr deutlich aus Die Gr nde f r den Tragf higkeitsverlust werden in den nassen Syn thesefasern des Vliesstoffes gesehen die sich in diesem Zustand schlechter mit dem Klettstreifen verbinden k nnen Der verunreinigte Zustand wurde simuliert indem 7 5 g Sand auf die Oberfl che der Probe gestreut worden ist siehe Bild 2 4 15 Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigt Bild 2 4 16 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht a 28 p T 24 S E lt 20 S gt 8 _ D 16 f 5 u S 12 7 OQO L dp D 8 7 Ka E O dB A 0 S 0 5 10 15 20 Scherweg mm sauber ohne Klett V 9 lt verunreinigt ohne Klett V 23 sauber Kletttyp 2 V 8 verunreinigt Kletttyp 2 V 24 Bild 2 4 16 94 Bild 2 4 15 Mit Sand bestreute Probe um den Ein fluss von Verunreinigungen w hrend der Einbauphase zu simulieren 2 Scherspannung rt KN m 1 ti 180 i 150 120 90 60 30 0 M BE 0 5 10 15 20 25 Scherweg mm sauber Kletttyp 3 V 82 verunreinigt Kletttyp 3 V 88 sauber Kletttyp 6 V 101 verunreinigt Kletttyp 6
187. t Schichtdicke DIN EN ISO 9863 Zugfestigkeit DIN EN ISO 10319 7 3 kN m Produktionsrichtung Zugfestigkeitsdehnung DIN EN ISO 10319 92 Produktionsrichtung Zugfestigkeit Quer zur DIN EN ISO 10319 13 4 KN m Produktionsrichtung Zugfestigkeitsdehnung DIN EN ISO 10319 Quer zur Produktionsrichtung Stempeldurchdr ckkraft DIN EN ISO 12236 2 9 kN Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 39 Muster 5 500 g m flauschig Wesentliche Parameter der Vernadelung Nadeltype 1 NM Felting 15x18x32x3 5 Nadeltype 2 NM Felting 15x18x36x3 Einstichdichte 1 NM 120 cm Einstichdichte 2 NM 75 cm Tabelle 2 9 enth lt die technischen Parameter des erstellten Vliesstoffs Muster 5 Tabelle 2 9 bersicht zu den Vliesstoffparametern Muster 5 JL geg Masse pro i Fl cheneinheit DIN EN ISO 9864 515 g m Zugfestigkeit Produktionsrichtung NEN 21 4 kN m Zugfestigkeitsdehnung 3 Produktionsrichtung DIN EN ISO 10319 101 Zugfestigkeit Quer zur DIN EN ISO 10319 52 5 kN m Produktionsrichtung i Zugfestigkeitsdehnung S Quer zur Prod cht Ee Stempeldurchdr ckkraft DIN EN ISO 12236 7 3 kN Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 40 Muster 6 500 g m fest vernadelt Wesentliche Parameter der Vernadelung Nadeltype 1 NM Felting 15x18x32x3 5 Nadeltype 2 NM Felting 15x18x36x3 Einstichdichte 1 NM 170 cm Einstichdichte 2 NM
188. t 2 3 1 5 Wissenschaftlicher und technischer Stand Geosynthetische Container sind Vielzweckelemente mit einer geosynthetischen Um h llung und fester oder fl ssiger F llung Sand Beton Wasser Abfallstoffe usw Ihre potenziellen Anwendungsm glichkeiten sind bei geeigneter Konstruktion Form Gr e Material und Eigenschaften von H lle und F llung etc nahezu unbe grenzt Z B werden d nne Sandmatten oder Tondichtungsbahnen mit Sand oder Bentonit gef llt Matratzen zum Schutz gegen mechanische Einwirkungen oder Ero sion und f r undurchl ssige Auskleidungen sind bis zu 80 cm dick Horizontale Schl uche werden verwendet als Speicherbeh lter mit Wasser oder Sand gef llte Sperren zum Deponieren von Schl mmen sowie f r Damm und Deichkerne verti kale Schl uche f r die Bodenverbesserung und als Vertikaldr ns S cke Bags die nen als Hochwasserschutz f r Kolkschutz und reparatur z B Bild 1 sie werden im B schungsbau eingesetzt auch in Kombination mit Pflanzen als Gabionen k nstliche Riffe usw geocontainers m wooden pile Bild 1 2 Vor bergehende Kolk Reparatur unter Verwendung eines geotextilen Containers 2 Geocontainer sind relativ neu beim Bau von D mmen Kern und Wellenbrechern als Schutz von Gew ssersohlen usw 3 4 Sie werden im K stenschutz ver Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 19 wendet haupts chlich als W lle f r R ckgewinnungs
189. t dem Ver schluss Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 135 Bild 2 5 16 Mit Klammern verschlossener Container F r den Einbau der Container wurde eine angepasste hydraulische Rohrzange ver wendet Diese verhinderte eine mechanische Besch digung im Einbauprozess Bild 2 5 17 zeigt den Einbau der Container Dabei lie sich trotz gro er Sorgfalt ein gewisse Verschmutzung der Container nicht verhindern d GD wm e x d A nen BEZ Be Ta S gg am BET AN Bo Bild 2 5 17 Verlegen und Einbau der Container Die hohe Flexibilit t des Geotextils wird im Bild 2 5 17 sehr deutlich Sichtbar ist bei diesem Bild auch dass sich Bodenkontakte der Klettstreifen in der Praxis nie ver meiden lassen Alleine durch den st ndigen Bodenkontakt des Einbauwerkzeuges und Andr cken der Container verschmutzen die Klettb nder was zur Reduzierung der Klettwirkung f hrt Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 136 Im F ll Zwischenlager und Einbauprozess waren keine extremen Unterschiede zwischen den Containern mit Klettstreifen und denen ohne Klettstreifen erkennbar Jedoch erwies sich der Container mit dem Klettstreifentyp 3 als wesentlich robuster gegen ber den Containern mit Klettstreifentyp 2 Diese Robustheit ist eine sehr wichtige Eigenschaft f r Baustellenverwendungen Es sind auf einigen Baustellen auch mehrfache Verwendungen der Container f r tempor re Ma
190. t f r den Baustellenverkehr geplant Leider konnten die betrach teten Einsatzszenarien innerhalb einer laufenden Bauma nahme aus terminlichen Abschnitt 2 5 4 wurde ma geblich durch die Fa WITTFELD GmbH unter Einbeziehung der Universi t t Kassel Fachgebiet Geotechnik erarbeitet Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 138 Zw ngen der Baustelle und aufgrund von Witterungseinfl ssen nicht umgesetzt wer den Zur Realisierung eines Probeeinbaus der Container wurde schlie lich in der Zeit vom 18 05 bis zum 20 05 2009 im Steinbruch der DIMAC GmbH in Hesseln bei Halle Nordrhein Westfalen eine St tzwand aus Containern aufgebaut und ein Belas tungsversuch durchgef hrt Die St tzkonstruktion wurde zur H lfte aus Containern mit Klettstreifen Klettstreifen typ 2 und zur H lfte aus Containern ohne Klettstreifen hergestellt siehe Bild 2 5 20 Draufsicht 4 225 650 x 4 Querschnitt 225 600 5 T j j S ab C Be O O O N Ka X E Bild 2 5 20 Eee Darstellung des Versuchsaufbaus Das Aufbringen der Belastung erfolgte durch Befahren der angesch tteten Rampe mit einem beladenen Radlader d h die Belastung auf die St tzkonstruktion erfolgte zum einen durch das Gesamtgewicht und zum anderen durch die dynamischen Ein wirkungen Bremskr fte des Radladers Aufgrund der relativ geringen Anzahl der zu bef llenden Container wurde eine einfa che Klemm
191. t und Dehnf higkeit der klettf higen geotextiien Container beim Einbau zu gew hrleisten ergibt sich in Auswertung der Versuche und der Feldtests eine fl chenbezogene Masse des Vliesstoffes von mindestens 500 g m und eine Mindest Dehnbarkeit des Verbundes von ca 30 als g nstigste Variante Eine Vliesstoffvariante mit besonders flauschiger Klettseite erreicht durch weniger intensive Vernadelung hat sich in den Praxisversuchen nicht be w hrt verringerte Festigkeit auf Grund der dadurch nicht ber den gesamten Querschnitt tragenden Fasern Klettf den Es wurden mehrere Varianten von Klettmaterial untersucht Als am g nstigs ten erwies sich ein m glichst flexibles Klettband z B Binder Microplast 25443 aus PA mit h herer Dichte der Klettelemente Durch die hexagonale Pilzform ist der Kletteffekt nicht richtungsabh ngig Versuchsmaterial mit beidseitiger Anordnung von Klettelementen back to back brachte erhebliche Vorteile hinsichtlich des Haftverm gens auch auf der Grundware des Containers auf den das Klettband aufgen ht war Versuchsmaterial mit beidseitiger Anordnung von Klettelementen back to back brachte erhebliche Vorteile hinsichtlich des Haftverm gens auch auf der Grundware des Containers auf den das Klettband aufgen ht war stand aber zum Zeitpunkt der Projektbearbeitung noch nicht in gr eren Mengen zur Verf gung Es soll jedoch zuk nftig auf dem Markt angeboten werden
192. t zu verhindern Au erdem bedeuten zus tzliche Ar beitsprozesse zur Aufrauung der Oberfl che auch zus tzliche Kosten Die weiter Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 52 durchzuf hrenden Versuche wurden deshalb ohne nachfolgenden Rauprozess nach der Vliesstoffherstellung durchgef hrt Weiterhin zeigten die durch die Fa Colcrete durchf hrten Feldversuche dass eine stark aufgeraute Oberfl che des Vliesstoffes zu Festigkeitsproblemen f hrt weil bei gleicher Masse Fl che dann ein geringerer Anteil tragender Fasern im Querschnitt genutzt wird Bild 2 2 10 Zuf hrung der Klettf den Bild 2 2 11 Abbremsung der Klettf den Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 53 Bu R a M I T F Re ke e pE D i ei WW BET AU nr ren Ge 4 Bild 2 2 12 Verbundgewirke Vliesstoff mit eingearbeiteten Klettf den a Foliezuf hrung an der Wirkmaschine b Rolle mit Zwischenlagen Bild 2 2 13 Versuch zum Schutz gegen unerw nschtes Verkletten durch Folielagen Bild 2 2 14 Zuf hrung der Klettb ndchen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 54 2 2 2 3 Vliesstoffverbunde nach der N hwirktechnologie Diese Untersuchungen wurden auf 2 Maschinentypen ausgef hrt a Spezialwirkmaschine Steppmaschine Aufgrund der genannten Probleme bei den Verarbeitung auf der Vliesraschel er folgten im STFI Verarbeitungsv
193. tainern unter Str mungsbelastung in Abh ngigkeit vom erforderlichen F llvolumen Abmessungen wie folgt ermittelt werden E 212 9 A D mit Ucr kritische Str mungsgeschwindigkeit in m s D Volumen g Erdbeschleunigung und A relative Dichte Die neuesten umfangreichen Untersuchungen zum Stabilit tsverhalten von geotexti len Sandcontainern f r K stenschutzbauwerke wurden in 29 ver ffentlicht F r verschiedene Anwendungen z B als Sandcontainer als Einzelement an der Sohle in Gruppenformation an der Sohle Sohlensicherung als Element eines k nstlichen Riffes oder als Schutzelement einer D nensicherung B schung mit Wellenauflauf wurden Stabilit tsgleichungen auf Basis von umfangreichen Modellversuchen zum Widerstandsverhalten bei den beiden Bewegungssituationen Gleiten und Kippen in Abh ngigkeit von der Anstr mgeschwindigkeit Reibungsverhalten relative Dichte F llrate Reynolds Zahl entwickelt Eine Anpassung mit dem numerischen Modell Cobras bietet eine verifizierte M glichkeit zur Nachbildung und Simulation des Stabilit tsverhaltens Oumeraci amp Recio 29 empfehlen einen F llgrad von 95 bei Einsatz von Sandcontainern aus mechanisch verfestigten Vliesstoffen Aus den 0 9 umfangreichen Studien l sst sich unter Ber cksichtigung der vorgesehenen Anwendung die erforderlichen Abmessungen eines Sandcontainers ermitteln wodurch eine ma gebende Kenntnisl cke bei der Dimensionierung von Sandcontainer B
194. tandardeinstellung von der anderen Seite weniger stark vernadelt Die Ware wurde direkt in einer Breite von 0 69 m x 106 m L nge produziert F r die Produktion dieser Rollen wurde die Faserqualit t 6 12dtex verwendet Wesentliche Parameter der Vernadelung Nadeltype 1 NM Felting 15x18x32x3 5 Nadeltype 2 NM Felting 15x18x36x3 Einstichdichte 1 NM 110 cm Einstichdichte 2 NM 85 cm Die technischen Parameter der erstellten Rollen sind in der folgenden Tabelle aufgef hrt Tabelle 2 12 Parameter der optimierten Vliesstoffmuster Masse pro DIN EN ISO 599 im2 Fl cheneinheit 9864 g DIN EN ISO 9863 1 Schichtdicke Die produzierten Mengen wurden in Kooperation von STFI und Flexitex zu Containern mit und ohne Klettb nder f r die Feldtests verarbeitet Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 44 2 2 2 Entwicklung von Verbundstrukturen mit Kletteigenschaften Maschentechnologien 2 2 2 1 Untersuchungen zur Herstellung der Klettf den Klettb ndchen Der Aufbau des Haftverschlusses ist wesentlich f r die erzeugte Haiftkraft die jedoch auch erheblich durch die Einsatzbedingungen beeinflusst wird Feuchtigkeit Verunreinigungen durch Sand Erde usw Entsprechende Untersuchungen wurden durch die Universit t Kassel durchgef hrt s Abschnitt 2 4 Ziel war die haftende Verbindung durch eine Kombination aus Vliesstoff mit flauschiger Oberfl che und Klettstreifen
195. tg ngigkeit der Sch tzenr der gelegt Eingesetzt wurden deshalb C3 Ku gellager mit erh hter Lagerluft Au erdem erhielten die Sch tzenr der einen Belag aus Vulkollan mit einer H rte von 65 Shore A Dieser Belag ist weicher als herk mmliche Polyamidbel ge und erm g licht ein schonenderes berrollen der Kettf den Dadurch wird eine zu gro e Sch digung der H kchenstruktur der Klettb ndchen vermieden was sich wiederum positiv auf die sp tere Haftung zwischen Klett u flauschigem Anteil im Gewebe auswirkt Um einen geeigneten Materialeinsatz zu ermitteln wurden unterschiedliche Materia lien sowohl im Schuss als auch in der Kette untersucht Tabelle 2 16 Tabelle 2 16 Wesentliche Materialuntersuchungen Schuss und Kette Versuchs Material im Schuss Material in der Kette nummer 4 Sch tzen 2 B ndchen Microplast Klettfolie MK2544 2 B ndchen Vliesstoff je 5mm 2 Polypropylenb ndchen breit110 tex 2 5mm breit Klettfolie weich 5mm breit alter nierend mit 2 PP B ndchen je 2 5 mm breit 4 B ndchen PP 2 5mm breit 110 tex auf dem halben Umfang verteilt 8 B ndchen Microplast 25443 3mm brett sonst PP B ndchen 2 5mm breit 1 Faden PCF Garn texturiertes Polypropylen 630 tex 3 PP B ndchen 2 5mm breit PP B ndchen 2 5mm breit Vergleichsmuster Polypropylen 630 tex 3 PP B ndchen 2 5mm breit Auf halbem Umfang verteilt 2 F den Baumwollgarn 8 B ndchen Microplast 25443 2 PP B ndchen
196. tieren und Verlegen der Container wurde eine Baggergreiferschaufel derart modifiziert dass ein schadloses Umgreifen der Container erm glicht wurde siehe Bild 2 5 23 F r den Transport wur den zun chst die senkrecht stehenden Container in eine horizontale Lage umgekippt und anschlie end mit der Greiferkonstruktion aufgenommen Das Transportieren der fertigen Container zur Einbaustelle erfolgte mit einem Mobil bagger Mit Hilfe der Greiferkonstruktion wurden die Container verlegt dabei wurden die Container aus einer geringen H he ca 0 5 m in die endg ltige Position fallen gelassen und anschlie end durch leichtes Anpressen in die richtige Position ge bracht siehe Bild 2 5 23 Auf diese Weise wurde die St tzkonstruktion Lage f r Lage aufgebaut Hinter der St tzkonstruktion wurde anschlie end lagenweise eine Rampe aus dem ebenfalls f r die Container benutzten F llmaterial angesch ttet und verdichtet Die Rampe wurde bis an die Oberkante der obersten Lage der Container angesch ttet und ver dichtet siehe Bild 2 5 24 Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 141 Bild 2 5 23 Bau der St tzkonstruktion a Verlegen der Container b Anpressen der Container c Lagenweiser Aufbau d letzte Lage um 90 gedreht angeordnet Nach der Fertigstellung der St tzkonstruktion und der Ansch ttung der Rampe wur den drei Messquerschnitte jeweils am linken und rechten Rand sowie in der Mitte
197. tile Container gemeinsamer Schlussbericht 30 2 2 Entwicklung hochfester textiler Strukturen mit Kletteigenschaften 2 2 1 Versuche zur Vliesstoffentwicklung Vorversuche In einer ersten Versuchsreihe zur Entwicklung von Vliesstoffvarianten sollten verschiedene Produktionsparameter wie Produktionsgeschwindigkeit Hubzahl und Einstichdichte variiert und angepasst werden um m glichst unterschiedliche Oberfl chen der Vliesstoffe zu erzielen Weiterhin sollten Vliesstoffe mit unterschiedlichen Massen erstellt werden F llschacht f r Krempelspeisung BP Faserballen PS mit Ballenfr se L S gt Komponenten Mischkammer Flocke ffner H EEN eg Fein ffner und Reiniger Bild 2 2 1 1 Schematische Darstellung der mechanischen Vliesbildung Faservorbereitung durch Mischen und Offnen Bsp Fa Tr tzschler Haupteinheit mit Vorrei ereinheit mit E Arbeiter Wender Paaren je Arbeiterwaze J Sta NW Vis Flor Wenderwalze gt Qoa C Abnehmereinheit oben K mit Stauchwalzen Eo e Flor OO _ Vorwalze bertragungs Abnehmereinheit unten 054 walze Bild 2 2 1 2 Schematische Darstellung der mechanischen Vliesbildung Krempel Bsp Fa Spinnbau Abschnitt 2 2 1 wurde ma geblich durch die Fa Naue erarbeitet Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 31 umlaufende Menge Wender gestreckte Flocke F llm enge ep Se VC Ya TV EN gt S kumulert
198. tiv geringen Anzahl von Klettb ndchen gearbeitet werden konnte Deshalb wurden aus Gr nden des Aufwands die Klettb ndchen nicht im Online Betrieb unter Verkettung der Maschinen geschnitten sondern auf einer separaten Schneidvorrichtung Bild 2 2 2 3 und auf speziellen Scheibenspu len aufgewickelt und so der Textilmaschine vorgelegt F r die industrielle Fertigung mit einer gr eren Anzahl von B ndchen und einer gr eren Arbeitsbreite der Maschine bzw dichterer Klettb ndchenanordnung ist eine Verkettung der Schneideinrichtung mit der Textilmaschine m glich Erfahrun gen dazu liegen im STFI vor 2 2 2 2 Vliesstoffverbunde unter Nutzung der Wirktechnologie Vliesraschelmaschine RS3 MSUS V Als erster Schritt wurden auf der Vliesraschelmaschine RS3 MSUS V Vorversuche unter Variation von Material und geometrischen Parametern zur Einarbeitung von Gittern bzw F den aus hochfestem Material in Kombination mit Klettb ndchen durchgef hrt Tabelle 2 13 Bilder 2 2 2 4 a bis d Verwendete MICROPLAST Klettstreifen Durch die Fa Gottlieb Binder GmbH amp Co KG Holzgerlingen wurde eine Reihe von Mustervarianten zur Verf gung gestellt Im Ergebnis von Voruntersuchungen wurde f r die Verarbeitungsversuche MICROPLAST Art Nr 25445 ausgew hlt Parameter Pilziorm hexagonal 288 cm PP Dicke ca 0 45 mm ca 195 g m Vliesstoff Es wurden Vorversuche mit Vliesstoffvarianten im Fl chenmassebereich von 150 bis ca 600 g m Fa
199. tz Kan le usw Flache Elemente z B geosynthetische Matratzen sind eine weitere Art von Con tainer sie haben ein gr eres Volumen als die oben beschriebenen d nneren Ele mente es werden jedoch ebenfalls gro e Fl chen bedeckt F llungen sind Sand Beton oder M rtel Sie k nnen auch endlos verlegt werden Sandgef llte Matrat zen werden als Schutzschichten z B f r geosynthetische Dichtungsbahnen in De ponien oder im Erosions und Kolkschutz verwendet Bei der Installation muss ein m gliches Aufschwimmen vermieden werden Geosynthetische Schl uche k nnen endlos hergestellt und eingebaut werden B schungsschutz an Flussufern und K sten als Deiche in Gezeitenmarken f r die Landgewinnung als Buhnenkerne und L ngsdeiche sowie in vielen anderen Was serbauten F r diese Anwendungen werden die geosynthetischen Schl uche hyd raulisch mit Sand gef llt Eine neuere Anwendung von schlauchf rmigen Geotextilien auf weichem Unter grund sind geokunststoffummantelte S ulen rundgewebt die mit Sand gef llt sind Bild 8 22 23 24 Damit kann die Last der dar ber gebauten Struktur in eine tiefer gelegene Tragschicht abgeleitet werden Insbesondere k nnen durch die nahtlose Struktur hohe Ringzugkr fte aufgenommen werden Die Sands ule wirkt au erdem als Vertikaldr nage Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 23 Bild 1 8 Geosynthetischer Schlauch als Bil
200. ufeinander liegen und somit keine Scherspannung mobilisieren k nnen da die Klettstreifen aufeinander liegend nicht aneinander haften Andererseits bedeutet eine hohe Anzahl an Klettstreifen auch eine h here Scherspannung Analog zu den Kleinrahmenscherversuchen wurden f nf Versuche in einem Gro rahmenscherger t durchgef hrt bei denen der Abstand der Klettstreifen variiert wor den ist siehe Bild 2 4 21 Die Vorschubgeschwindigkeit betrug v 2 mm Min Unter suchungen von Stoewahse 2001 zeigen dass die Gr e der Vorschubgeschwin digkeit bei derartigen Untersuchungen keinen Einfluss hat Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 100 Die Normalspannung wurde zu on 15 kN m festgelegt Die Probengr e betrug 55 cm x 75 cm Wie in den Kleinrahmenscherversuchen auch wurden die Vliesstoffe auf eine Holzspanplatte geklebt a b 1 9 5 1 9 1 9 10 1 9 HAAA AA AAAA 0 70 Je y 55 55 7 5 20 20 75 27 25 _ 27 25 me Uleies dee O O N N KM A 55 55 cm Klettstreifen O Breite 0 5 cm Vlies 500 g m flauschig a 55 Bild 2 4 21 a Anordnung der Klettstreifen b Gro ranmenscherger t des Fach gebiets Geotechnik der Universit t Kassel In Bild 2 4 22 sind die Versuchsergebnisse aus den Gro rahmenscherversuchen dargestellt Die Ergebnisse in Bild 2 4 22 zeigen erstens erneut die Wirksamkeit des Klettstrei fens und zweitens wie erwartet eine h here Scher
201. ufgezeichneten Messwerte sind zus tzlich im Anhang A 3 dargestellt 2 5 2 Anwendung im Binnenwasserbau 2 5 2 1 Versuchsdurchf hrung Dieser Feldversuch wurde von der Firma Colcrete von Essen GmbH amp Co KG durchgef hrt Die zur Verf gung gestellten Container wurden vor der Durchf hrung des Feldversuches mehreren Voruntersuchungen zum F llvorgang und zur Klettwir kung unterzogen Die Container bestanden aus dem flauschigen Vliesstoff mit einem Fl chengewicht von 500 g m Bei dem F llvorgang stellte sich heraus dass sich berlaufender Sand in die offenere Faserstruktur setzte welches sich negativ auf die Klettwirkung aus bte Bei Vergleichsuntersuchungen mit fest vernadelten Vliesstoff ist dieser Effekt nicht aufgetreten Klettstreifen die einmal mit Vliesstoff in Ber hrung kamen verloren bereits einen Gro teil ihrer Klettwirkung Die Folge daraus war dass wie bereits auch schon in Abschnitt 2 4 3 2 4 gezeigt nach einem mehrmaligen Ber hren des Klettstreifens mit dem Vliesstoff keine Klettwirkung mehr vorhanden war In den Vorversuchen hat sich somit ein fest vernadeltes Vliesstoff als geeigneter herausgestellt Als Klettstreifen wurde der Typ 2 verwendet siehe Abschnitt 2 4 3 2 1 Die Feldversuche wurden auf dem Bauhof der Wasser und Schifffahrtsverwaltung Blexen Nordenham durchgef hrt Die Container wurden dort als Begrenzung eines Sp lfeldes eingesetzt siehe Bild 2 5 1 Das Bauwerk bestand aus zwei Querd m m
202. uktion Unter Ber cksichtigung der Randbedingungen hinsichtlich der verf gbaren Arbeitsbreite der Versuchsmaschine musste mit einer Mittelnaht gearbeitet werden Klettf den Klettf den verdeckt PR Mittellinie Bild 2 3 11 Schematische Anordnung der Klettf den ideale Quaderform theoretisch da auch bei Ann herung Konfektionsaufwand zu hoch E Klettf den EE Mittellinie ee Naht 6cm Le ca 14 cm 1 MA X ca 55 cm Bild 2 3 12 Containerform mit 1 Seitennaht und 2 Quern hten idealisiert Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 77 Klettf den verdeckte Klettf den N hte verdeckte N hte Bild 2 3 13 Containerkonstruktion mit Mittelnaht auf Grund der schmalen Arbeitsbreite der Versuchsmaschine Eine Quernaht bleibt f r die Verf llung offen und wird erst auf der Baustelle nach dem Sandeinf llen mit einer Handn hmaschine geschlossen Ung nstig wirken sich Schwankungen der Materialdicke des Vliesstoffes aus Da durch hatten die Nahtr nder eine unterschiedliche Dicke und damit auch Festigkeit es kam teilweise zum Ausrei en der R nder unter der tats chlichen Belastung auf der Baustelle wie der Test auf der Baustelle bei Bremerhaven zeigte Aus diesem Grund wurden Container mit zu starker Abweichung der Randst rke ausgesonderrt Es ist notwendig dass in jedem Fall eine ausreichende Mindestfestigkeit eingehalten wird
203. und Gitter L ngs und Querf den a Arbeitszone der Maschine b Vorlage und Zuf hrung Klettb ndchen c Zuf hrung der Klettb ndchen Detail Fadenbremse d Verbundstruktur Zur Charakterisierung der Ausgangsmaterialien sowie ausgew hlter textiler Fl chen erfolgten textilphysikalische Pr fungen In Auswertung der Pr fungen zu Festigkeit und Dehnbarkeit wurde mit den Projektpartnern abgestimmt dass in der weiteren Bearbeitung vorerst Varianten ohne Gitter untersucht werden um eine gr ere Dehnbarkeit beim Einbau der S cke zu gew hrleisten Festlegung zum Meilenstein 2 Die kombinierte Verarbeitung beider Klettkomponenten erfordert unerw nschte Selbstverklettungseffekte bei der Verbundherstellung sowie bei der Weiterverarbei tung zu vermeiden Bei der Verarbeitung auf der Vliesraschelmaschine wurden des halb mehrere M glichkeiten untersucht z B als einfache L sung die Zuf hrung von Breitfoliebahnen nach der Wirkstelle Als g nstig erwies sich ein Nadelvliesstoff im Fl chenmassebereich zwischen 250 und 500 g m Auf der Versuchsmaschine traten Verarbeitungsschwierigkeiten bei Vliesstoffdicken gt 5 mm auf Die Untersuchungen zeigten dass mit Rau Velouri sier und Schmirgelprozessen bzw bereits bei der Vliesstoffherstellung zwar eine erh hte Rauigkeit abstehende Fasern der Vliesstoffoberfl che erreicht werden kann es jedoch ebenfalls sehr wichtig ist ein Gegeneinandergleiten der Faser schichten im Vliesquerschnit
204. ung auf die Gleichgewichtsbedingungen minimiert wird siehe Brinkgreve 2003 Tabelle 2 5 3 Verwendete Boden und Materialkenngr en f r die numerischen Be rechnungen Sand zur Hinterf llung Stoffgesetz Mohr Coulomb y 16 9 kN m c 0 001 kN m E 12500 kN m F llmaterial der Container Stoffgesetz linear elastisch y 16 9 kN m E 12500 kN mf Vliesstoff Stoffgesetz elastisch EA 25kN m Verbundelemente ohne Klettstreifen Stoffgesetz Mohr Coulomb y 1 kN m c 0 001 kN m E 500 kN m Verbundelemente mit Klettstreifen Stoffgesetz linear elastisch y 1 kN m E 500kN mf Die numerischen Berechnungen geben die Systemverformungen qualitativ richtig wieder Dennoch tritt beim quantitativen Vergleich der Verformungen zwischen den numerischen Berechnungen und den Messergebnissen aus dem Modellversuch eine Abweichung um den Faktor 4 auf Die Gr nde f r die Abweichung werden in folgen den Punkten gesehen e Keine Verf gbarkeit von Elementen zur Modellierung von Containern e Vereinfachung in der Modellierung des Verbundes zwischen den Containern e Festlegung der Bodenkenngr en der Kontaktelemente in der Verbundfuge beruhen auf Annahmen und Ergebnissen von Voruntersuchungen e Keine Berechnung gro er Verschiebungen mit dem verwendeten FE Programm m glich Der Vergleich zwischen den Verformungen aus der numerischen Berechnung u
205. ung unterzogen werden Es wird empfohlen die numerische Berechnung vergleichend bei der Dimensionierung von Bauwerken aus geotextilen Containern anzuwenden um damit weitere Erfahrungswerte zu sammeln Es wurden drei Feldversuche in den Bereichen Binnenwasserbau K sten schutz und Erdbau durchgef hrt Das Bef llen der Container und das Vern hen der F ll ffnung bereiteten keine Probleme Der Verschlei der N hma Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 150 7 7 7 Ei 7 schinen und der Bruch von N hnadeln bewegten sich im bekannten blichen Rahmen Die Praxistauglichkeit der geotextilen Container mit Klettstreifen muss noch verbessert werden da diese auf Grund der sich verringernden Klettwirkung bei Stapelung mit gegenseitigem Kontakt nicht per Schiff im gef llten Zustand zum Einbauort transportiert werden k nnen Das Abdecken einzelner Container oder Containerlagen zum Schutz der Klettstreifen durch Folien etc ist m glich dadurch entsteht jedoch eine M llproblematik Vorteile f r geotextile Container mit Klettstreifen werden gesehen wenn diese direkt nach dem F llvorgang ohne Transportwege eingebaut werden k nnen Von der Fa Hirdes wurde eine F ll und Zwischenlagertechnologie erarbeite tet von der erwartet wird dass diese Anlage insbesondere bei gro en St ck zahlen zu bef llender Container eine hohe Effektivit t erreichen wird F r den zweiten Feldtest Wass
206. verschiebung ausgew hlter Containerlagen links jeweils der erste Belastungsvorgang rechts inkl Wiederbelastung mit ge ndertem Ma stab a Modellversuch 1 ohne Klettstreifen Schnitt 1 b Modellversuch 2 mit Klettstreifen Schnitt 1 Vergleich der Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z f r den Schnitt 1 und 2 bei Modellversuch 1 ohne Klettstreifen Vergleich der Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z f r den Schnitt 1 und 2 bei Modellversuch 2 mit Klettstreifen Lagenweise Verschiebung der St tzkonstruktion bei Modellversuch 1 Schnitt 3 a Lageverschiebung u ber die Konstruktionsh he z b Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z Lagenweise Verschiebung der St tzkonstruktion bei Modellversuch 2 Schnitt 3 a Lageverschiebung u ber die Konstruktionsh he z b Relativverschiebung Au ber die Konstruktionsh he z Relativverschiebung ausgew hlter Containerlagen links jeweils der erste Belastungsvorgang rechts inkl Wiederbelastung mit ge ndertem Ma stab a Modellversuch 1 ohne Klettstreifen Schnitt 3 b Modellversuch 2 mit Klettstreifen Schnitt 3 Schematische Anordnung der Messpunkte in der Frontansicht der Konstruktion Schematische Anordnung der Messpunkte in der Draufsicht der Konstruktion Anordnung der Messpunkte in der Frontansicht Verzeichnis der Tabellen Tab 2 1 Tab 2 2 bersicht ber die Regelwerke zur Anwendung von Geokunststoffen im Erd und Wass
207. vorgegebene Menge an Containern mit Klett streifen sowie zu Vergleichszwecken die gleiche Anzahl ohne Klettstreifen angefer tigt Versuchsdurchf hrung Die Anlieferung des Vliesstoffs bzw Vliesstoff Klettstreifen Verbundmaterial bei der Firma Flexitex GmbH erfolgte als Rollenmaterial Breite 68 cm Das Material wurde von der Rolle abgewickelt und auf L nge geschnitten doppelte L nge des Contai ners F r die vorgesehene Fertigbreite von 130 cm wurden zwei Bahnen l ngs mit einer Mittelnaht zusammengen ht Aus dieser Bahn wurden Zuschnittteile von 450 x 130 cm gefertigt mittig gefaltet und beide Au enkanten miteinander vern ht Fertigma 225 x 130 cm doppelt flach Bild 2 3 8 Das Schlie en der Container Quernaht erfolgte nach dem Bef llvorgang mittels Handn hmaschine Kettenstichnaht auf der Baustelle Die Container wurden mit der Papierzwischenlage auf Paletten gestapelt ordnungs gem verpackt und an den entsprechenden Partner f r die Durchf hrung der Feldversuche versandt Diese Breite ergab sich aus der verf gbaren Arbeitsbreite der N hwirkmaschine Bei einer Serienproduktion ist von der Konfektionierung ohne Mittelnaht auszugehen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 80 2 4 Theoretische experimentelle und numerische Untersuchun gen zum Tragverhalten von geotextilen Containern 2 4 1 Allgemeines Geotextile Container im Folgenden als Container bezeichnet best
208. vorrichtung zum Aufspannen der Container verwendet Der leere Contai ner wurde mit der Klemmvorrichtung an der Gabel eines Radladers befestigt und an schlie end mit Hilfe eines Baggers bef llt siehe Bild 2 5 21 Die bef llten Container wurden an der Stelle des Bef llens senkrecht stehend belassen Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 139 D Bild 2 5 21 Bef llen der Container a Detailansicht Klemmvorrichtung b Klemmvorrichtung an der Gabel eines Radladers c F ll vorgang mittels Bagger Die Container wurden mit einem nichtbindigen Boden zu ca 80 gef llt In Bild 2 5 22 ist die Kornverteilungskurve des verwendeten F llmaterials dargestellt Innovative stapelsichere geotextile Container gemeinsamer Schlussbericht 140 Schl mmkorn Siebkorn Fein un no a EEE CT ff CU a Tim II I l 100 Sa on el LU al LI el III sL LU al LU al LU N III CO Lut Cl LI CT L CDU LI alt LI CID IO DEN et LU TT r CT al TC Je H 0 001 0 002 0 01 0 02 0 06 0 1 0 2 0 6 1 2 0 006 1 1 1 5k K 60 100 200 150 10 Massenanteile der K rner lt d in der Gesamtmenge Bild 2 5 22 Kornverteilungskurve nach DIN 18123 f r das verwendete F llmaterial Die bef llten Container wurden anschlie end mit einer Industrien hmaschine Typ 2200 AS an der Oberseite verschlossen Zum Transpor
209. werden sondern mussten auf das Fr hjahr 2009 verschoben werden Neben der planerischen T tigkeit zu geeigneten Feldversuchen standen die Entwick lung und die Bauvorbereitung von Bef llungs und Einbautechnik im Mittelpunkt Da die bisher f r Container eingesetzte Bef lltechnik nicht f r Container mit Klettstreifen geeignet war mussten neue Systeme entwickelt werden Dazu wurden unterschied liche Vortests zum Bef llen Verschlie en Transport und Einbau auf dem Bauhof durchgef hrt Das Bef llen einzelner Container ber eine Trichteranlage war problemlos Dabei wurde jedoch deutlich dass eine Fertigung gro er St ckzahlen wie bei Projekten im K stenwasserbau blich eine andere Technik erfordert Die bisher f r konventionel le Container verwendete verfahrbare Anlage mit der bis zu 700 St ck pro Tag her gestellt werden konnten lie sich nicht anwenden da die Klettverbindungen bereits im F llprozess beim Ber hren einzelner Container ihre Wirkung entfalten Bei der Handhabung der Container d h Transport zum Zwischenlagerplatz Zwi schenlagerung und Verladung zum Einbau konnte festgestellt werden dass nach mehrmaliger Ber hrung der Klettstreifen mit dem Vliesstoff und bei Bodenkontakt die Klettwirkung erheblich nachl sst Bei der Zwischenlagerung und beim Transport m ssen die Container einzeln ohne Ber hrung mit anderen Containern oder mit be sonderen Schutzma nahmen wie z B Baufolie bewegt oder gelagert werden d
210. ynthetics State of the art Recent developments Seventh International Conference on Geosynthetics Nice France 22 27 September 2002 Proceedings p 1001 BEZUIJEN A Schrijver R R Breteler M K Berendsen E Pilarczyk K W Field tests on geocontainers Geosynthetics State of the art Recent developments Seventh International Conference on Geosynthetics Nice France 22 27 Septem ber 2002 Proceedings p 997 HEIBAUM M H Geosynthetic containers a new field of application with nearly no limits Geosynthetics State of the art Recent developments Seventh International Conference on Geosynthetics Nice France 22 27 September 2002 Proceedings p 1013 Wasserbau Prospekt der Fa Naue 2004 Terrafix Soft Rock im K stenschutz Prospekt Fa Naue HEERTEN G Geotextilien im Wasserbau Pr fung Anwendung Bew hrung Mitteilungen des Franzius Instituts f r Wasserbau und K steningenieurwesen der Universit t Hannover Heft 52 1981 KOHLHASE S Geokunststoffk rper im K stenschutz Tagungsband zum Geokunststoffkolloquium in Espelkamp Naue Fasertechnik L bbecke Eigenverlag 1999 SAATHOFF F WITTE J Geotextile Container im Wasserbau Wasser amp Boden 47 Jahrgang 09 1995 NICKELS H HEERTEN G Objektschutz Haus Kliffende Hansa 137 Jahrgang Nr 3 Schiffahrtsverlag 2000 Terrafix Soft Rock im K stenschutz Prospekt Fa Naue Weltrekord mit Terrafix 500 t Mega Sandconta

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